Baterias de iões de sódio: a alternativa mais barata para automóveis elétricos?

Para existirem automóveis elétricos verdadeiramente mais baratos, é inevitável baixar também o custo das baterias. Neste momento, as baterias LFP são vistas como a alternativa mais económica, mas a curto prazo pode surgir uma opção ainda mais acessível: as baterias de iões de sódio.

O principal fator diferenciador das baterias de iões de sódio é simples: dispensam o lítio, ao contrário das LFP (fosfato de ferro-lítio). Mesmo sendo mais baratas do que as populares NMC (níquel, manganês e cobalto), as LFP continuam a pertencer à família das baterias de iões de lítio - e é aí que começa o problema.

Embora exista lítio suficiente no planeta, tudo aponta para um cenário em que a procura passa a exceder a oferta, o que implicará abrir muito mais minas. Isso tenderá a pressionar os preços em alta e, além disso, o controlo desta matéria-prima está concentrado em poucos países, com a China na linha da frente.

É precisamente neste contexto que as baterias de iões de sódio podem ajudar a contornar os desafios associados ao lítio na corrida para a eletrificação total do automóvel. A questão é: serão, na prática, uma solução viável?

Vantagens e desvantagens

Na base, as baterias de iões de sódio são bastante semelhantes às de iões de lítio - afinal, sódio e lítio pertencem ao mesmo grupo dos metais alcalinos -, o que explica terem propriedades próximas. O princípio de funcionamento é idêntico: existe um cátodo e um ânodo e, entre ambos, circulam iões de sódio (em vez de iões de lítio), produzindo eletricidade.

Também não se trata de uma tecnologia acabada de nascer: já há baterias de iões de sódio desde os anos 80. Ainda assim, só neste século voltaram a ganhar atenção, precisamente por causa das limitações, dos custos e das exigências de escala associados ao lítio.

Então, em que é que as baterias de iões de sódio se destacam face às de iões de lítio? Eis os pontos principais:

• Abundância - o sódio (também presente no sal) é o sexto material mais abundante do planeta;
• Custo - a abundância facilita um preço inferior ao do lítio e os restantes materiais necessários também tendem a ser mais baratos (por exemplo, é possível substituir o cobre por alumínio);
• Ambiente - não exigem metais raros e a reciclagem é mais simples;
• Segurança - podem ser descarregadas por completo, ao contrário das de iões de lítio, o que torna o transporte muito mais seguro e elimina o risco de incêndio;
• Amplitude térmica - ao contrário das baterias de iões de lítio, funcionam muito bem em clima frio, mantendo 90% do rendimento a -20 ºC;
• Carregamentos - atingem até 80% da capacidade total em menos de 20 minutos.

Com tantas vantagens, porque é que ainda não são uma escolha comum? Como seria de esperar, existem desvantagens com peso suficiente para terem travado a adoção até agora:

• Densidade energética - é o grande «calcanhar de Aquiles», por ser inferior à das baterias de iões de lítio, incluindo as LFP, o que obriga a instalar mais baterias para alcançar a mesma capacidade;
• Massa - o sódio é mais pesado do que o lítio e, em conjunto com a menor densidade energética, pode agravar o problema da massa já elevada dos veículos elétricos;
• Vida útil - o número de ciclos de carga/descarga é mais baixo do que nas baterias de iões de lítio, sobretudo quando comparadas com as LFP.

Nos últimos anos, o desenvolvimento das baterias de iões de sódio acelerou e é expectável que estas limitações sejam reduzidas. A gigante chinesa CATL, por exemplo, já revelou uma bateria de iões de sódio com densidade energética e vida útil competitivas face às LFP.

Na tabela abaixo, pode ver-se a comparação entre baterias de iões de sódio e baterias de iões de lítio (LFP e NMC).

No que toca a custos (€/kWh), as NMC surgem como as mais dispendiosas. Em média, as LFP ficam cerca de 20% abaixo desse valor, e as baterias de iões de sódio podem ser entre 10-20% mais acessíveis do que as LFP.

Ainda assim, com a produção a aumentar de escala, os preços podem descer mais. A CATL aponta para 40 dólares por kWh na sua segunda geração de baterias de iões de sódio.

As baterias de iões de sódio vão substituir as de iões de lítio?

Apesar dos avanços recentes - sobretudo em densidade energética e número de ciclos -, é muito improvável que as baterias de iões de sódio venham a substituir por completo as de iões de lítio. Até porque as soluções baseadas em lítio também continuam a evoluir.

Ainda assim, as baterias de iões de sódio têm margem para ganhar terreno, especialmente nos segmentos mais acessíveis, onde o preço pesa mais na decisão.

Quando veremos baterias de iões de sódio nos automóveis elétricos?

Tudo indica que não será necessário esperar muito. Na China, foi apresentado recentemente um protótipo de testes do citadino Sehol E10X (marca criada a partir de uma empresa conjunta entre a JAC Motors e o Grupo Volkswagen) com baterias de iões de sódio da HiNa Battery.

Esse conjunto tem 25 kWh de capacidade - com densidade energética de 120 Wh/kg - e permite ao E10X percorrer 252 km entre carregamentos. É um número muito bom, desde que não se esqueça que se trata do ciclo chinês, que é bem menos exigente do que o ciclo WLTP.

Não é claro se este modelo chegará, ou não, à produção. No entanto, a também chinesa BYD já prometeu uma versão do pequeno Seagull equipada com uma bateria de iões de sódio. Quando for lançada, deverá contar com uma bateria de 30 kWh e uma autonomia de 305 km (novamente no ciclo chinês).

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