Para os fabricantes de acumuladores para veículos eléctricos, as baterias sólidas são como o Graal, a panaceia que resolve todos os males desta tecnologia e que todos procuram tenazmente. No passado não faltaram fabricantes de baterias que afirmaram estar muito próximo de lançar no mercado este tipo de tecnologia, mas a realidade é que, por um motivo ou outro, continuam a não estar disponíveis. Agora, o fundador e CEO da chinesa CATL, Robin Zeng, reconheceu que não será tão cedo que veremos automóveis equipados com esta solução, que promete mais segurança, mais rapidez de carregamento e maior autonomia.
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A Toyota, que não produz baterias, afirmou recentemente que espera dominar esta tecnologia em breve, de forma a começar a equipar os seus carros com este tipo de acumuladores dentro de três anos. E o construtor japonês não está sozinho neste exercício de fé e pensamento positivo, uma vez que de fabricantes de baterias a construtores de automóveis eléctricos, todos esperam conseguir produzi-las em série.
Comparando com as actuais baterias de iões de lítio, as baterias sólidas distinguem-se por possuírem os dois eléctrodos mergulhados num electrólito sólido (seja um gel muito viscoso ou mesmo um polímero tipo vidro), em vez de uma solução líquida. É a ausência deste líquido que as torna mais seguras, pois não há fugas que gerem perdas de electrólito, sendo que esta solução suporta igualmente temperaturas superiores, resistindo melhor a excesso de aquecimento e até incêndios provocados pelo “thermal runaway”. Simultaneamente, podem aceitar cargas com potências superiores, logo mais rápidas, garantindo igualmente uma maior densidade energética, o que se traduz por maior capacidade de armazenamento de energia pelo mesmo volume ou peso, de que resulta uma autonomia superior. E afirmam os fabricantes que perseguem esta solução que estas baterias serão ainda mais baratas de produzir, com vantagens para a redução do preço dos veículos eléctricos.
Zeng resume o actual estágio de desenvolvimento das baterias sólidas ao afirmar que a investigação da CATL aponta para a necessidade de conceber o ânodo a partir de lítio em estado puro, cujos iões têm de ser submetidos a alta pressão, colocando um problema de segurança. O homem forte do fabricante chinês revelou ainda que os seus técnicos já testaram protótipos de baterias sólidas utilizando materiais sob pressão e concluíram que a transferência de iões é boa, mas continua por ultrapassar a dificuldade em submeter o material a uma pressão tão elevada. Como se isto não bastasse, existe o problema do eléctrodo expandir durante o ciclo de carga/descarga, o que limita a sua longevidade a apenas 10 ciclos. Longe pois dos vários milhares de ciclos que esta tecnologia era pressuposto garantir, de forma a aumentar o tempo de vida útil da bateria.
O fundador da CATL, que diz acompanhar mensalmente todo o trabalho de desenvolvimento desta solução, reconhece que ainda há muitas barreiras técnicas para ultrapassar, pelo que não acha possível contar com as baterias sólidas tão cedo, avançando igualmente que cada vez há mais riscos para superar. Um dos mais recentes aponta para o facto de, caso uma célula quebre, o lítio poder ficar em contacto com a humidade do ar, originando a formação de hidróxido de lítio tóxico.
Estas dificuldades explicam que os fabricantes estejam cada vez mais à procura de novas soluções, alternativas às baterias sólidas, enquanto continuam a investir no desenvolvimento destas últimas. Duas das alternativas mais recentes são os acumuladores de iões de sódio e as de matéria condensada, que recorrem a electrólito semi-sólido. Zeng garante que estas soluções conseguem atingir o dobro da densidade energética, duplicando a autonomia, sem os riscos até aqui encontrados (e não ultrapassados) pelas sólidas.
Para se perceber melhor as dificuldades que surgem entre construir um protótipo funcional e conseguir avançar para a fabricação em série, basta recordar que, em 2017, a investigadora portuguesa Maria Helena Braga, da Universidade de Engenharia do Porto, terá descoberto uma forma de produzir uma bateria sólida, tendo rumado aos EUA para a desenvolver em conjunto com a equipa de John Goodenough, o pai das actuais baterias de iões de lítio. Mas, lamentavelmente, ainda não conseguiram ter sucesso.
