Baterias de estado sólido vão mudar o cenário dos carros elétricos (e não demora)

Por Henrique Koifman – ilustrações e fotos divulgação/internet

Um dos maiores problemas em relação aos carros elétricos, especialmente em países com pouca infraestrutura de recarga, como o nosso, é a autonomia desses veículos, especialmente para viagens mais longas. Digo “um dos problemas”, pois a esse se somam outras questões relacionadas às baterias que os alimentam, como vida útil limitada (perdem a eficiência a partir de uns sete anos de uso, ou cerca de 5 mil ciclos de recarga), o impacto ambiental (de produção e descarte), o peso e o risco de superaquecimento – e até incêndio, em casos extremos, raros, mas que acontecem. Pois, pelo visto, com uma nova tecnologia que já está prestes a chegar à linha de produção, como diria aquele personagem-propagandista do humorístico Casseta e Planeta, “nossos problemas acabaram”. Falo, como o título-spoiler deste post já entregou, das baterias de estado sólido.

No princípio, era o chumbo-ácido

Comecemos com um pequeno histórico em clima de flashback: até mais ou menos o começo dos anos 2000, as baterias utilizadas nos carros – elétricos ou não – eram em sua imensa maioria do tipo chumbo-ácido. Uma tecnologia criada no século XIX e que esteve (e ainda está) presente em todos os automóveis desde quando eles passaram a contar com sistemas elétricos, para iluminação, partida etc. Inclusive nos carros puramente elétricos (EV), que chegaram a circular nos EUA em grande número nas décadas de 1900 e 1910 (anúncio ao lado), alimentados por pesadíssimos conjuntos dessas baterias recarregáveis. E, mesmo hoje em dia, em vários EV, elas servem como suplemento auxiliar de energia para acessórios.

Foi somente no final dos anos 1990 que as baterias de íons de lítio, que haviam sido criadas para alimentar aparelhos eletrônicos, passaram a ser também embarcadas nos carros elétricos e híbridos. E, como toda nova tecnologia que ainda não atingiu uma escala de produção capaz de torná-la mais acessível, chegaram ao mercado custando caríssimo.

Além disso, como você já deve ter visto nos jornais, as baterias de íons de lítio são produzidas, entre outros materiais, com minerais com nome autoexplicativo: terras raras – e isso implica não somente em custos salgados, mas também em dificuldades de fornecimento relacionadas à sustentabilidade e à geopolítica.

E isso explica, em parte, porque a China, onde estão as maiores reservas desses minerais em todo o mundo, é hoje a líder na produção de veículos elétricos. Os chineses também são os maiorais no que se refere à tecnologia para esses carros, mas aí a história fica mais complicada e não vou me aprofundar nisso agora, ok?

O fato é que, nesses meados dos anos 2020, o preço das baterias de íons de lítio já caiu sensivelmente, já há algumas variações para sua tecnologia – como a combinação lítio-ferro-fosfato, empregada nas “blade” da BYD, por exemplo. E até versões delas, mais caras e de maior capacidade, que já permitem que os carros rodem mais de 500 km por recarga. Eu mesmo já percorri mais de 350 km com um veículo elétrico, o Chevrolet Equinox EV (foto abaixo), que ainda indicava uma autonomia de mais 200 km quando o devolvi na concessionária (e se você não leu o post sobre essa experiência, sugiro que leia aqui, neste link: https://tinyurl.com/msz2fmsp)

E, mesmo aqui no Brasil, há pelo menos quatro marcas com compactos elétricos disponíveis por menos de R$ 125 mil – começando pelo Renault Kwid e-Tech, de R$ 99 mil, passando pelo BYD Dolphin Mini GL de R$ 119 mil, mesmo preço do JAC E-JS1, e chegando ao novato Geely EX2 Pro, de R$ 124 mil (todos os valores foram arredondados para cima, em alguns reais). Na prática, um preço equivalente ao cobrado por modelos hatch compactos mais completos com motores a combustão.

O que é que as baterias de estado sólido têm?

Simplificando bastante a coisa: para que uma bateria (ou mesmo uma pilha) funcione, é preciso que os íons viagem de um ponto (eletrodo) positivo e outro, negativo, produzindo uma (literal) corrente. E para que isso aconteça, é necessário que exista um caminho, digamos, bem pavimentado entre os dois, o “condutor” (eletrólito). Nas baterias de chumbo-ácido, esse caminho é composto por ácido sulfúrico. Nas baterias comuns de íons de lítio, ele é formado por substâncias condutoras líquidas e – tãdã -nas de estado sólido, esse eletrólito é… sólido.

Correndo o risco de tornar este post uma quase aulinha de físico-química, explico que o fato de usar um eletrólito sólido traz uma série de vantagens para essas novas baterias em relação às mais usadas hoje, entre elas:

• Capacidade para armazenar energia cerca de 30% maior, no mesmo espaço/peso. Isso torna possível que um carro percorra mais de mil km com uma carga;

• São comparativamente muito mais leves e compactas;

• Mais segurança, pois o eletrólito sólido oferece muito menos risco de incêndio;

• Pode ser recarregada muito mais rápido, pois suporta grandes quantidades de energia sem superaquecer. Com isso, o tempo no posto vai cair de pelo menos 45 minutos para cinco;

• Duram mais, podendo ser recarregadas até 100 mil vezes sem praticamente perder sua capacidade inicial. A vida útil da bateria pode passar dos 20 anos;

• Tem desempenho estável, pois funcionam basicamente da mesma forma em temperaturas abaixo de zero ou próxima dos 100 ºC;

• Maior facilidade de reciclagem e reaproveitamento de materiais.

E quando é que essas milagrosas baterias de estado sólido chegam às ruas?

Como toda nova tecnologia, a tendência é que, pelo menos no começo, as baterias de estado sólido tenham um preço muito mais alto que as atuais – entre outros motivos, porque seu processo de fabricação é mais complexo. Daí elas devem chegar apenas nos carros elétricos mais caros, do segmento de alto luxo. Serão provavelmente SUVs e esportivos de alta performance, que vão impressionar pela autonomia – muito superior à dos carros a combustão.

Mas já nesse primeiro momento, a chegada das novas baterias tende a fazer com que o preço das atuais, com eletrólito líquido, caia, assim como costuma acontecer com toda a “penúltima” tecnologia disponível (algo comum entre os celulares da geração imediatamente anterior, só para ilustrar). E, então, carros elétricos, sobretudo de marcas chinesas, que hoje custam o mesmo que equivalentes a combustão, podem passar a ser até mais baratos que estes.

Mas, a partir do momento em que a produção dessas baterias de estado sólido ganhe maior escala, a tendência é que tenham um preço mais competitivo e ocupem uma faixa maior do mercado. Um sintoma disso é que, entre as muitas montadoras e empresas de tecnologia automotiva que estão investindo pesado no desenvolvimento dessa nova tecnologia, estão marcas como Stellantis, Toyota, Geely, Chery e BYD. Tempo para isso? Minha bola de cristal não é grandes coisas, mas eu arriscaria uns três anos (2028) para um número mais significativo de lançamentos.

Mas, num passo mais à frente, a startup Donutilab, fabricante de motores elétricos que funcionam dentro do cubo das rodas (de moto, inclusive), divulgou que já dispõe de baterias de estado sólido para fornecimento – tendo como primeiro cliente a marca de motocicletas elétricas Verge (veja um modelo atual da marca, ao lado), que anunciou a chegada de seu primeiro modelo deste tipo no ano que vem (confira aqui a página da marca https://tinyurl.com/45dax6j2).