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.