Baterias de Estado Sólido se Aproximam da Realidade para Futuras EVs

A alternativa mais sólida às amplamente utilizadas baterias de íon‑lítio, com os benefícios de maior segurança, densidade de energia superior, vida útil mais longa e carregamento mais rápido, está quase aqui.

Essa alternativa promissora são as baterias de estado sólido (SSBs), que substituem os eletrólitos líquidos por eletrólitos sólidos, eliminando assim o risco de incêndio e permitindo designs mais compactos, além de suportar mais ciclos de carga antes da degradação.

Um estudo recente da Universidade da Califórnia analisou a tecnologia e constatou que ela pode transformar não apenas os carros elétricos, mas também eletrônicos de consumo e armazenamento de energia. O segredo de tudo isso está na química e na engenharia.

“Ao remover o líquido e usar materiais sólidos estáveis, podemos inserir mais eletricidade na bateria de forma segura, sem os riscos de superaquecimento ou incêndios.”

– Autor principal Cengiz Ozkan, professor de engenharia mecânica na UCR

Ao contrário do líquido nas baterias de íon‑lítio tradicionais, que se degradam com o tempo, apresentam risco de incêndio e limitam a velocidade de carregamento, o material sólido usado nas baterias de estado sólido oferece um ambiente mais estável e seguro, permitindo um carregamento mais eficiente com menos preocupações de segurança.

Com suas qualidades superiores em comparação às baterias de íon‑lítio atuais, as SSBs têm ganhado grande atenção entre as empresas, mas até o momento a tecnologia ainda está na fase de desenvolvimento. Não por muito tempo, porém.

Validação no Mundo Real: Baterias de Estado Sólido em EVs (Demonstração QS/VW)

Esta semana, o desenvolvedor de baterias de estado sólido QuantumScape (QS ), juntamente com seu parceiro de negócios PowerCo, realizou uma demonstração ao vivo de suas baterias de lítio‑metal de estado sólido e alta densidade energética alimentando um veículo.

A PowerCo é a divisão de baterias do Grupo Volkswagen, um dos principais fabricantes de automóveis do mundo e a maior montadora da Europa. A VW é proprietária de marcas como Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT e Škoda. A empresa também produz veículos comerciais leves e pesados, como MAN e Scania, enquanto a CARIAD é a unidade de software e tecnologia para todos os veículos do Grupo Volkswagen.

O Grupo VW e a PowerCo têm sido investidores de longo prazo na tecnologia de estado sólido da QuantumScape e vêm testando suas células protótipo há anos.

Agora, pela primeira vez, a QuantumScape, a PowerCo e o Grupo Volkswagen apresentaram a nova tecnologia na IAA Mobility em Munique, uma das maiores feiras de mobilidade do mundo.

Ao retirar a lona preta do veículo, revelaram uma motocicleta de corrida Ducati V21L totalmente elétrica e modificada, que é totalmente alimentada por células de estado sólido QSE-5.

As células de estado sólido da motocicleta foram montadas usando a plataforma de fabricação proprietária da QuantumScape (processo de produção Cobra), que permite um tratamento térmico mais rápido, requer menos espaço físico e elimina certas etapas de material. Enquanto isso, o sistema de bateria pioneiro foi projetado por especialistas da Audi, especificamente para as células SSB da QS.

A demonstração representa um grande feito não apenas para as empresas envolvidas, mas também para o setor de veículos elétricos (EV), pois foi a primeira vez que as células sem ânodo da QuantumScape passaram da fábrica para um veículo real, permitindo que o mundo as visse.

“Hoje ultrapassamos o limiar da possibilidade para a realidade.”

– CEO e presidente da QuantumScape, Dr. Siva Sivaram

Ele observou que a parceria da empresa com a PowerCo posiciona a QuantumScape para escalar sua tecnologia transformadora para produção em gigawatt‑hora (GWh) e, juntas, irão “ajudar a inaugurar uma nova era de transporte eletrificado”.

De acordo com o anúncio oficial, a primeira demonstração ao vivo do mundo de baterias de lítio‑metal de estado sólido da QS alimentando um EV representa um avanço significativo na tecnologia de baterias e um grande passo rumo à comercialização de EVs de estado sólido.

Com essa tecnologia, o objetivo é impulsionar a revolução dos EVs, que o CEO da PowerCo, Frank Blome, afirma ser “a maior transformação que a indústria automotiva já viu”.

As SSBs redefinirão o que é possível para veículos premium de alto desempenho, sendo a demonstração apenas o começo, acrescentou.

Roteiro da QuantumScape para do Protótipo à Produção

Com as baterias de íon‑lítio tradicionais atingindo os limites de densidade de energia e segurança à medida que eletrônicos portáteis, veículos elétricos e redes de energia renovável se tornam mais difundidos e exigentes, a QuantumScape recorreu às baterias de estado sólido para oferecer maior densidade de energia, carregamento mais rápido e segurança aprimorada, apoiando a transição para um futuro de menor emissão de carbono.

Atualmente, lidera a corrida global de desenvolvimento de baterias de estado sólido, pronta para levar suas células de estado sólido totalmente desenvolvidas ao mercado de EVs em escala num futuro próximo.

A recente demonstração de sua tecnologia ao mundo fez as ações da empresa, com capitalização de mercado de US$ 5 bilhões, dispararem. No momento da redação, a QS está sendo negociada a US$ 8,85, um aumento impressionante de 70,52 % no ano, embora ainda esteja longe de seu recorde histórico (ATH) de US$ 132,73 alcançado no final de 2020.

Quanto às perspectivas financeiras, a empresa registrou despesas de capital de US$ 8,3 milhões no segundo trimestre de 2025. Os gastos apoiaram principalmente a aquisição de instalações e equipamentos enquanto a QuantumScape se preparava para a produção de amostras B1 do QSE‑5 em maior volume durante esse período.

Suas despesas operacionais GAAP foram de US$ 123,6 milhões, o prejuízo líquido GAAP foi de US$ 114,7 milhões e a perda ajustada de EBITDA foi de US$ 63 milhões.

A empresa encerrou o trimestre com US$ 797,5 milhões em liquidez e estendeu sua orientação de caixa até 2029.

A QuantumScape realmente espera enviar suas células de amostra para testes em breve, com a produção comercial prevista para começar nos próximos dois anos, dependendo da escala de fabricação e das aprovações regulatórias.

A célula de amostra B chamada QSE‑5 é o primeiro produto comercial planejado da QuantumScape, projetado para atender à necessidade do setor de EVs por baterias que se destaquem em cinco métricas cruciais de desempenho: relação custo‑benefício, densidade de energia, velocidade de carregamento, segurança e vida útil.

A inovação aqui é o design de célula sem ânodo, que simplifica a fabricação e reduz os custos de material, ao mesmo tempo em que entrega alta densidade de energia. Emparelhado com separadores avançados, o design confere à QuantumScape vantagens em segurança e eficiência.

Substituiu o separador orgânico por um separador de estado sólido não inflamável e não combustível, que oferece mais segurança. Enquanto isso, a eliminação do material de ânodo de grafite/silício aumenta as densidades de energia volumétrica e gravimétrica.

A QuantumScape afirma que sua tecnologia QS tem uma densidade de energia de 844 Wh/L e descarga contínua de 10C. Além disso, a bateria de lítio‑metal de estado sólido leva pouco mais de 12 minutos (12,2 min) para carregar de 10 a 80 %.

Se a tecnologia for escalada com sucesso, poderá se tornar um padrão para EVs de próxima geração, bem como outras soluções de armazenamento de energia. A estreia mundial da tecnologia neste mês marca um grande marco em direção a esse objetivo, que vem após uma série de conquistas.

Escalando o QSE-5: Das Linhas Piloto à Produção em GWh

Para levar o QSE-5 aos EVs do mundo real o mais rápido possível, a QuantumScape e a PowerCo vêm trabalhando juntas há três anos. A parceria combina o talento da QuantumScape com a expertise de fabricação da PowerCo.

Há apenas alguns meses, as duas ampliaram sua parceria estratégica para acelerar o desenvolvimento da bateria QSE-5, que está atualmente sendo fabricada na linha piloto de San Jose da QuantumScape, marcando um grande avanço na industrialização da tecnologia SSB.

Isso foi resultado de um acordo alcançado no ano passado, no qual a QuantumScape concedeu à PowerCo uma licença não exclusiva para produzir em massa a tecnologia de estado sólido.

Isso permite que a PowerCo produza até 5 GWh de células baseadas no QSE-5 anualmente, além dos 40 GWh previamente acordados, com a opção de expandir até 80 GWh, inclusive para clientes fora do Grupo VW. A capacidade ampliada seria, segundo relatos, suficiente para equipar cerca de um milhão de EVs com tecnologia de estado sólido por ano. O acordo também lhe concede o direito de licenciar certas tecnologias futuras da QS.

Como resultado, a PowerCo contribuirá com US$ 131 milhões adicionais nos próximos dois anos em troca da priorização das células QSE-5 pela QuantumScape. O capital ajudará a QS a escalar sua fabricação e a fazer entregas de células protótipo em maior volume para a empresa de baterias.

A QS disponibilizou inicialmente suas células de estado sólido de 24 camadas ao Grupo Volkswagen para testes, em dezembro de 2022. No ano seguinte, relatou ter superado as metas de desempenho durante os testes. No início do ano passado, a PowerCo também realizou seus próprios testes de resistência nas células QS e reportou “resultados muito encorajadores”.

A divisão de baterias do Grupo Volkswagen confirmou que as células de bateria de estado sólido da QS alcançaram mais de 1.000 ciclos de carregamento com retenção de capacidade superior a 95 %.

Os testes foram realizados nos laboratórios de bateria de Salzgitter da PowerCo, na Alemanha. Eles mostraram que um carro elétrico com autonomia WLTP de 500‑600 km (311‑373 milhas) equipado com células QS pode percorrer cerca de 500.000 kilômetros (mais de 310.000 milhas) sem perder autonomia.

Com esses resultados impressionantes, a Volkswagen pretende se tornar “um motor global de tecnologia na indústria automotiva”, mas ainda há um longo caminho a percorrer antes de comercializar uma solução viável.

Isso pode levar o resto da década, apesar da demonstração recente promissora. Isso porque a primeira motocicleta elétrica apresentada na IAA Mobility foi extensivamente modificada com o sistema de bateria projetado especificamente para atender às necessidades das baterias de estado sólido, permitindo que a Ducati fosse equipada com até 980 células QSE-5.

No entanto, a Volkswagen está comprometida em levar isso adiante e dará “o próximo passo rumo à produção em série”, disse Thomas Schmall, membro do Conselho do Grupo de Tecnologia. Com o conceito de célula unificada da Volkswagen já adequado para as células QS, o foco agora será refinar e escalar os processos de fabricação.

Schmall observou que, com sua nova célula unificada interna, eles “criaram a combinação perfeita”, pois ela está “pronta para estado sólido” e permite uma transferência rápida de tecnologia para os veículos da empresa, assim que a bateria de estado sólido estiver pronta.

Pronta para estrear nos próximos pequenos carros elétricos da VW, Cupra e Skoda, a célula unificada tem uma densidade de energia de cerca de 660 Wh/L e um design totalmente novo, onde as células são instaladas diretamente no pack.

No evento, a Volkswagen afirmou que a célula unificada será usada em até 80 % de seus próprios EVs no futuro. Embora o tipo de célula permaneça o mesmo, a química da célula pode variar, permitindo que seja “equipada com várias químicas de célula, de LFP e íon‑sódio a NMC e estado sólido”.

A PowerCo e a QuantumScape estão atualmente trabalhando na integração da tecnologia de estado sólido na célula unitária e, assim, no carro. Ao mesmo tempo, uma motocicleta pronta para corrida será desenvolvida para testes na pista.

A Corrida Global por Avanços em SSB

A Volkswagen está claramente avançando muito na liderança da tecnologia de baterias de estado sólido, mas não está sozinha nessa empreitada. Esta semana, a Mercedes‑Benz também anunciou recordes próprios.

Um Mercedes EQS “levemente modificado” equipado com uma bateria de estado sólido percorreu uma distância de 1.205 km (748,7 milhas) com uma única carga. Depois de viajar de Stuttgart, Alemanha, até Malmo, Suécia, ainda restavam 137 km (85,12 milhas) de autonomia.

Esse novo recorde quebrou o anterior estabelecido pelo Vision EQXX em três quilômetros. Os testes em estrada fazem parte do programa abrangente de validação da empresa para a tecnologia de baterias de estado sólido em condições reais nas vias públicas.

A bateria de estado sólido é uma verdadeira mudança de jogo para a mobilidade elétrica. Com a bem‑sucedida viagem de longa distância do EQS, demonstramos que essa tecnologia entrega não apenas em laboratório, mas também na estrada. Nosso objetivo é levar inovações como esta à produção em série até o final da década e oferecer aos nossos clientes um novo nível de autonomia e conforto.

– Markus Schäfer, membro do Conselho de Administração da Mercedes‑Benz Group AG, Diretor de Tecnologia, Desenvolvimento & Aquisição

Para sua bateria, a Factorial Energy (FAC ) forneceu à empresa células de lítio‑metal baseadas na tecnologia Factorial Electrolyte System.
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A empresa croata Rimac, de propriedade da Porsche, é mais um exemplo que demonstra que as SSBs podem aumentar a potência, reduzir o peso e resolver os problemas de autonomia que as baterias atuais enfrentam. A nova bateria foi desenvolvida em colaboração com o Mitsubishi Chemical Group e a ProLogium.

Apresentada na IAA Mobility de Munique 2025, a Rimac afirma que sua SSB de célula em pouch tem uma densidade de potência de 1.000 watts por libra, pesa 847 libras e mantém mais de 95 % de sua energia a -20 graus Celsius (-7°F).

Entre outros que trabalham no avanço da tecnologia está a Toyota (TM ), que revelou pela primeira vez o primeiro protótipo mundial de EV que funcionava com SSB em 2020, apenas para compartilhar alguns anos depois que um híbrido da Toyota tem mais chances de receber uma SSB do que um EV.

A marca automotiva mais vendida mundialmente espera realmente iniciar a produção em massa de sua primeira bateria de estado sólido entre 2027‑2028. A Toyota afirma que sua bateria de estado sólido proporcionará um aumento de 20 % na autonomia de cruzeiro e poderá carregar de 10‑80 % em menos de 10 minutos.

Depois há a Honda (HMC ), cuja linha piloto de produção de bateria de estado sólido já está em operação. Localizada em Sakura, Japão, a montadora investiu cerca de 43 bilhões de ienes, ou aproximadamente US$ 290 milhões, na instalação para apoiar o desenvolvimento de baterias EV de próxima geração.

Suas células de estado sólido, segundo a Honda, poderiam potencialmente ser 25 % mais baratas, 35 % mais leves e 50 % menores que as baterias de íon‑lítio atuais. A montadora japonesa pretende iniciar a produção em massa de baterias totalmente de estado sólido (ASSB) na segunda metade desta década.

A Ford, com capitalização de mercado de US$ 46,8 bilhões (F ), é mais um fabricante automotivo que está desenvolvendo ativamente baterias de estado sólido.

Para seus esforços em SSB, a Ford fez parceria com a startup Solid Power.

A empresa investiu inicialmente na Solid Power em 2019 antes de fazer um investimento adicional de participação acionária em 2021 para ajudar a acelerar o desenvolvimento da tecnologia. Nesse round de investimento, o Grupo BMW também participou e tornou‑se proprietário acionário igualitário com a Ford.

“As baterias de estado sólido estão mostrando grande promessa”, observou a montadora na época, acrescentando, “elas também podem ser fabricadas nas linhas de baterias de íon‑lítio atuais, permitindo que a Ford reutilize cerca de 70 % de seu investimento de capital nas linhas de fabricação de íon‑lítio.”

O parceiro de EV da Ford, SK On, também está pesquisando a tecnologia com várias universidades e instituições coreanas. Está desenvolvendo dois tipos de ASSBs, um com composto polímero‑óxido e outro baseado em sulfeto, com seus protótipos comerciais previstos para 2027 e 2029, respectivamente.

A empresa chinesa de tecnologia Huawei, por sua vez, reportou um avanço, baseado em uma SSB de sulfeto dopado com nitrogênio. Ela pode alcançar densidades de energia entre 400 e 500 Wh/kg, o que é duas a três vezes mais do que as baterias EV convencionais de íon‑lítio.

A bateria EV de estado sólido da Huawei promete uma autonomia de até 3.000 kilômetros (1.864 milhas) com uma única carga. Além disso, tem a capacidade de ser recarregada totalmente em cinco minutos.

Considerações Finais

As baterias de estado sólido (SSBs) prometem revolucionar a forma como alimentamos veículos elétricos (EVs), eletrônicos de consumo e sistemas de energia renovável. Com sua maior densidade de energia, velocidades de carregamento mais rápidas, perfil de segurança superior e vida útil mais longa, elas são uma sucessora ideal da tecnologia de íon‑lítio.

Mas, apesar de bilhões de dólares em investimentos de gigantes da indústria, obstáculos significativos permanecem. Desde a redução de custos até a ampliação da fabricação e a garantia de confiabilidade a longo prazo nas estradas, os desafios continuam. E é por isso que as células de estado sólido ainda estão em grande parte na fase de desenvolvimento, exigindo testes e validações extensas antes de serem implantadas no mundo real em escala.

No entanto, os avanços mais recentes pintam um quadro promissor. As demonstrações ao vivo da QuantumScape, os testes de resistência da PowerCo e as viagens de longa distância que estabeleceram recordes da Mercedes‑Benz sinalizam que a indústria está finalmente se aproximando de superar essas barreiras.

Portanto, à medida que as parcerias crescem, as linhas de produção piloto se expandem e os designs inovadores continuam a surgir, as baterias de estado sólido parecem prontas para se tornar convencionais nesta década, desbloqueando uma nova era de mobilidade elétrica e soluções de energia sustentável.

Clique aqui para uma lista das principais ações de baterias de estado sólido para observar.

Referências:

1. Shang, R., Nelson, T., Nguyen, T. V., Nelson, C., Antony, H., Abaoag, B., Ozkan, M., & Ozkan, C. S. (2025). Uma revisão abrangente de baterias de lítio de estado sólido: características de carregamento rápido e diagnósticos in‑operando. Journal of Power Sources, (Version of Record), publicado em 12 de junho de 2025. Recebido em 26 de fevereiro de 2025; revisado em 21 de abril de 2025; aceito em 9 de junho de 2025. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.235056