No início deste ano, uma startup finlandesa relativamente desconhecida fez um anúncio chocante: finalmente resolveu o problema da bateria de estado sólido.
Além disso, a Donut Lab, subsidiária da Verge Motorcycles, afirma que suas baterias de estado sólido – há muito consideradas o “Santo Graal das baterias” por sua alta densidade, durabilidade e capacidade de carregamento rápido – entrarão em produção ainda este ano.
Os especialistas em baterias estão compreensivelmente céticos. Afinal, as baterias de estado sólido são uma daquelas tecnologias que, assim como a inteligência artificial e o hyperloop, parecem estar para sempre a dois anos de distância. Embora a maioria dos esforços legítimos na área, sejam acadêmicos ou comerciais, tenham algum grau de pesquisa publicada ou um nome bem conhecido anexado, o Donut Lab parece ter surgido do nada, sem pesquisadores conhecidos ou presença anterior na área. Esta falta de rastreabilidade levantou imediatamente preocupações sobre a credibilidade da startup.
“Não posso dizer que não o estejam a fazer”, disse Eric Wachsman, diretor do Instituto de Inovação Energética em Maryland e especialista em baterias de estado sólido e células de combustível de óxido sólido. “Tudo o que posso dizer é que eles ainda não provaram que fizeram isso.”
Este cepticismo parece justificado, especialmente quando se considera quantos outros têm perseguido o sonho do estado sólido. Acreditamos realmente que esta startup obscura derrotou a Toyota, a Stellantis e toda a nação chinesa? Mas a situação não é optimista.
A Donut Lab parece ter antecipado esse ceticismo, lançando em fevereiro passado um novo aplicativo chamado Site Aidonut Believe Isto servirá como plataforma para publicar testes independentes para verificar se suas baterias de estado sólido são, de fato, reais e incríveis. Em poucas semanas, a startup divulgou os resultados de pesquisas de terceiros do Centro de Pesquisa Tecnológica VTT, estatal da Finlândia, supostamente provando que suas baterias são o que dizem: baterias de estado sólido de carregamento rápido e alta densidade de energia e não são, na verdade, supercapacitores disfarçados.
“Quando apresentamos evidências, a resistência não desaparece”, disse Marko Lehtimäki, CEO e cofundador do Donut Lab, no vídeo. “Isto só se intensificará à medida que esta nova tecnologia representa uma ameaça para os intervenientes estabelecidos na indústria.”
Mas a Donut Labs ainda retém algumas informações importantes. Na CES em janeiro, a startup disse que sua bateria de estado sólido tem uma densidade de energia de 400Wh por quilograma, aproximadamente o dobro das baterias típicas de fosfato de ferro-lítio (LFP) em produção. Além disso, ele pode ser totalmente carregado em 5 minutos, tem uma vida útil praticamente ilimitada de 100.000 ciclos de carga, não é afetado pelo calor e pelo frio (30 graus Celsius negativos e 100 ° C) e não contém elementos de terras raras, metais preciosos ou eletrólitos líquidos inflamáveis.
Muito disso permanece não confirmado. Mesmo depois de publicar os cinco relatórios de testes independentes da VTT, a startup ainda não comprovou as três métricas mais importantes: composição química, densidade e declarações de ciclo de vida.
As apostas são muito altas. Imagine um carro elétrico que pode percorrer 700-800 milhas com uma única carga sem o risco de pegar fogo porque o eletrólito inflamável foi substituído por um material sólido.
Nas baterias de íon-lítio, o movimento dos eletrólitos líquidos gera calor, o que em alguns casos pode levar a um efeito de “fuga térmica”, causando incêndios. Em comparação, as baterias de estado sólido podem extrair energia da bateria com mais segurança e rapidez (ou adicioná-la de volta à bateria), o que significa que você pode, teoricamente, carregar seu veículo elétrico mais rapidamente. Estruturalmente, isso também poderia significar menos espaço para controle de temperatura, o que poderia permitir que as empresas colocassem mais baterias no mesmo tamanho.
Depois de analisar os testes das baterias do Donut, Waxman disse que ainda existem problemas significativos. Por exemplo, durante testes de calor extremo, o saco que envolve a bateria donut perdeu a vedação a vácuo. O gás produzido dentro da bateria devido a processos como decomposição do eletrólito ou liberação de oxigênio pode fazer com que a bolsa da bateria inche e se rompa. Mas sem saber a composição química exata das baterias, é difícil dizer a gravidade dessa falha nas baterias do Donut.
Deixando de lado as baterias donut por um momento, as baterias de estado sólido têm lutado para passar dos laboratórios para as linhas de montagem devido a problemas bem documentados. Essas baterias geralmente sofrem com a formação de rachaduras metálicas chamadas dendritos, que causam curto-circuito na bateria. Pense neles como as rachaduras que se formam na calçada quando as raízes das árvores crescem sob ela.
Os dendritos têm sido uma pedra no sapato dos desenvolvedores de baterias desde a década de 1970. Uma razão pela qual as baterias de íon-lítio se tornaram onipresentes enquanto outras abordagens estagnaram é que seus ânodos de grafite comumente usados não formam dendritos facilmente.
Mas novas descobertas poderão ajudar os engenheiros a superar esses obstáculos. Uma equipe de pesquisa do MIT recentemente publicou um estudo natureza O estudo descobriu que as reações químicas causadas por altas correntes enfraquecem o eletrólito e o tornam mais suscetível ao crescimento de dendritos. É por isso que simplesmente desenvolver eletrólitos mais fortes não resolverá o problema dos dendritos, que já existe há décadas. Isto pode indicar a importância de desenvolver materiais com propriedades quimicamente mais estáveis para, em última análise, concretizar a promessa das baterias de estado sólido.
Houve progresso – onde mais? – na China. No mês passado, a CATL, que controla quase 40% do mercado global de baterias, apresentou um pedido de patente para uma bateria de estado sólido com uma densidade de energia reivindicada de 500Wh. de acordo com Notícias sobre automóveis na ChinaO fabricante de baterias planejou a produção em pequena escala em 2027. Mas as baterias automotivas podem não estar prontas até o final do século.
Outras empresas chinesas também estão participando. A montadora FAW declarou recentemente Sua bateria de manganês rica em lítio “líquido-sólido” de 500Wh/kg está pronta para integração em veículos.
A China já está a preparar as bases para a produção em massa até ao final do século, quando espera que a tecnologia esteja madura. por que não? O país leva a sério o desenvolvimento de veículos elétricos e baterias há anos, permitindo-lhe dominar grande parte do mercado de fornecimento global.
Diferentes empresas estão adotando abordagens diferentes. Por exemplo, a Honda está comprometida em Eletrólito à base de enxofre Embora alternativas tenham surgido. Em outubro passado, Toyota anunciou Até 2027 ou 2028, “todas as baterias de estado sólido serão realmente utilizadas em veículos eléctricos puros pela primeira vez no mundo”. A Mercedes usou protótipos de baterias da startup Factorial para dar ao seu sedã elétrico EQS um alcance real de 749 milhas.
“Essas empresas provavelmente ainda têm um longo caminho a percorrer”, disse Alevtina Smirnova, diretora do Centro de Pesquisa Colaborativa para Armazenamento de Energia em Estado Sólido em Universidades Industriais da National Science Foundation. “Porque o que está acontecendo na China agora é incomparável com o que está acontecendo nos Estados Unidos”.
Por sua vez, a Donut Lab não se deixa intimidar por dúvidas sobre as suas afirmações. Em 1º de abril, Lehtimäki lançou um novo vídeo abordando algumas das controvérsias em torno de suas baterias de estado sólido. Ele também revelou que a Donut Lab criou uma segunda versão da bateria, mais fácil de produzir, que começará a ser enviada aos clientes ainda este ano.
Há uma admissão importante: ele diz que o amplamente discutido número de “100.000 ciclos” é uma meta de projeto, não um resultado verificado experimentalmente. Os testes reais são realizados em ciclos mais curtos e extrapolados com base em variáveis conhecidas, como taxa de carga, temperatura e condições de uso.
Ele então passou para um projeto mais recente: os produtos mais recentes do Donut Lab, incluindo um chapéu de balde coberto de “papel alumínio”.
