No início deste ano, uma startup relativamente desconhecida da Finlândia fez um anúncio surpreendente: a bateria está finalmente sendo vendida em estado sólido.
Não só isso, mas o Donut Lab, um spinoff da Verge Motorcycles, disse que sua bateria de estado sólido – há muito considerada o “Santo das baterias” por suas capacidades de alta densidade, durabilidade e carregamento rápido – entrará em produção ainda este ano.
Os especialistas em luta ficaram incrédulos. Afinal, as baterias de estado sólido são uma daquelas tecnologias, juntamente com a inteligência artificial geral e o hyperloop, que parecem estar a dois anos de distância. Embora a maioria dos trabalhos legítimos neste campo – sejam acadêmicos ou comerciais – tenham algum nível de editoras de pesquisa ou nomes reconhecíveis anexados, o Donut Lab parecia surgir do nada, sem pesquisadores conhecidos ou presença anterior no campo. Esta falta de rastreabilidade levantou imediatamente preocupações sobre a credibilidade da startup.
“Não posso dizer que não tenham feito isso”, disse Eric Wachsman, diretor do Mary Energy Innovation Institute e especialista em baterias e células de combustível de estado sólido. “Tudo o que posso dizer é” foi demonstrado que não.
O ceticismo parece ter alertado contra isso, especialmente quando se considera quantas outras pessoas estão perseguindo o sonho do estado sólido. Devemos realmente acreditar que esta startup sombria atingiu a Toyota, a Stellar e toda a nação da China ao máximo? Pois eles discordaram dele.
O Donut Lab parecia estar se antecipando à dúvida, tendo lançado no site em fevereiro passado idonutbelieve. com que serviria como um tribunal para verificar provas públicas independentes, era na verdade uma bateria de estado sólido real e espetacular. Há algumas semanas, um terceiro publicou resultados do Centro de Pesquisa Técnica VTT, de propriedade estatal da Finlândia, que afirmou mostrar que sua bateria era o que dizia ser: uma bateria de estado sólido de alta energia e carregamento rápido que não era um supercapacitor disfarçado.
“A resistência não desaparece quando apresentamos a prova”, disse o CEO e fundador do Donut Lab, Marko Lehtimäki, no vídeo. “Só aumentará porque esta nova tecnologia é uma ameaça para os players estabelecidos na indústria.”
Mas o Donut Lab ainda está escondendo algumas informações importantes. Na CES em janeiro, a startup disse que sua bateria de estado sólido tem uma densidade de potência de 400Wh por quilograma – quase o dobro de uma bateria típica de fosfato de ferro-lítio (LFP) em produção. Não só isso, mas poderia fazê-lo em cinco minutos, com uma vida útil quase infinita de 100.000 ciclos, calor e frio (30 graus Celsius negativos e 100°C) para não conter elementos de terras raras, metais preciosos ou eletrólitos líquidos inflamáveis.
Muito disso seria citado. Mesmo depois de publicar cinco relatórios de testes independentes da VTT, a startup ainda afirma demonstrar três métricas principais: química, densidade e ciclo de vida.
unhas incrivelmente altas. Imagine um veículo elétrico que pode viajar de 700 a 800 milhas com uma única carga, e não haveria risco de pegar fogo porque os eletrólitos inflamáveis foram substituídos por material sólido.
Nas baterias de íon-lítio, o movimento do líquido eletrolítico gera calor e, em algumas circunstâncias, isso pode causar o efeito de “crime desenfreado”, que resulta em incêndio. Em comparação, uma bateria de estado sólido tornaria mais seguro extrair energia (ou reduzi-la) rapidamente, o que significa que você poderia carregar o EV mais rapidamente, em teoria. Também poderia significar que a estrutura exigiria menos espaço para controle de temperatura, o que permitiria às empresas colocar mais células de bateria em um pacote a granel.
Revendo os testes de bateria do Donut, Wachsman disse que eles ainda estão indo muito bem. Testado em calor extremo, por exemplo, o saco que envolve a bola de donut perdeu a vedação a vácuo. A geração de gás dentro das baterias – a partir de processos como decomposição de eletrólitos ou liberação de oxigênio – pode causar inchaço e ruptura da caixa da bateria. Mas sem conhecer a química exata da célula, é difícil dizer até que ponto a máquina Donut tinha esse defeito.
Deixando a bateria Donut de lado por um momento, as baterias de estado sólido passaram do laboratório para a linha de montagem devido a problemas bem documentados. Essas baterias são frequentemente afetadas pela formação de rachaduras metálicas, chamadas dendritos, que causam curto-circuito. Pense neles como as rachaduras que se formam na calçada quando uma árvore cresce sob sua raiz.
Os dendritos têm sido a espinha dorsal da engenharia mecânica desde a década de 1970. Uma das razões pelas quais as baterias de íon-lítio se tornaram onipresentes enquanto outras abordagens estagnaram é porque seus ânodos de grafite comumente usados são menos propensos à formação de dendritos.
Mas novas descobertas poderão ajudar os engenheiros a finalmente superar esses obstáculos. Uma recente equipe de pesquisa do MIT estudo publicado natureza que descobriram que reações químicas por meio de altas correntes elétricas que enfraquecem o eletrólito também o tornam mais adequado para o crescimento de dendritos. Como resultado, o desenvolvimento de eletrólitos mais fortes por si só não resolveu o problema dos dendritos que existia há uma década. E poderia apontar para a necessidade de desenvolver materiais químicos mais estáveis para finalmente cumprir a promessa das baterias de estado sólido.
Já foram feitos progressos – onde mais? – na China. No mês passado, a CATL, que controla quase 40% da engenharia global de baterias, apresentou um pedido de patente para uma bateria de estado sólido com uma densidade de energia relatada de 500Wh. Segundo CarNewsChinaA produção em pequena escala do motor já está prevista para 2027. No entanto, as células automotivas não aparecerão até o final da década.
Outras equipes chinesas estão à frente. A montadora FAW disse recentemente sua célula de lítio-manganês de “estado líquido-sólido” com 500Wh/kg está pronta para integração em veículos.
A China já está a lançar as bases para a produção em massa até ao final da década, altura em que espera que a tecnologia esteja madura. Por que não? Este é o país que levou muito a sério o desenvolvimento de VEs e baterias ao longo dos anos, permitindo que fossem comercializados em grande parte do mundo.
Diferentes empresas adotam abordagens diferentes. Por exemplo, inicie o Honda eletrólitos à base de enxofre apesar de emergir de qualquer maneira. Outubro passado Toyota Prius anunciado “o primeiro uso prático de estado totalmente sólido em BEVs” até 2027 ou 2028. A Mercedes, usando um protótipo de bateria da startup Factorial, poderia obter um sedã EQS elétrico com um alcance real de 749 milhas.
“As empresas provavelmente ainda têm um longo caminho a percorrer”, disse Alevtina Smirnova, diretora de pesquisa do Centro Colaborador Indústria-Universidade da NSF para Armazenamento de Energia Elétrica em Estado Sólido. “Porque não há comparação entre o que está acontecendo na China neste momento e o que está acontecendo aqui nos EUA.”
De sua parte, o Donut Lab ficou perturbado com o ceticismo em torno de suas afirmações. Em abril, Lehtimäki lançou um novo vídeo abordando algumas das controvérsias em torno de sua gravidez sólida. A Donut Lab também criou uma segunda versão de sua bateria, mais pronta para produção, que começará a ser enviada aos clientes este ano.
Houve uma grande confissão: “100.000 ciclos” foi o projeto amplamente discutido do escudo, disse ele, e não o resultado do experimento. Os testes reais foram realizados em ciclos mais curtos, com projeções extrapoladas baseadas em características variáveis, como taxa de carga, temperatura e condições de uso.
Em seguida, vamos para a próxima fronteira: o mais recente lançamento de produtos do Donut Lab, incluindo um balde coberto de “folha de alumínio”.
