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

Para que os automóveis elétricos fiquem realmente mais económicos, é indispensável que o custo das baterias também desça. Hoje, as baterias LFP (fosfato de ferro-lítio) parecem ser o caminho mais sólido para baixar preços, mas, no curto prazo, pode surgir uma alternativa ainda mais acessível: as baterias de iões de sódio.

À partida, a grande diferença é simples: as baterias de iões de sódio dispensam lítio, ao contrário das LFP. E mesmo sendo mais baratas do que as NMC (níquel, manganês e cobalto), as LFP continuam a ser baterias de iões de lítio - e é precisamente aí que está o potencial entrave.

Embora exista lítio suficiente no planeta, tudo indica que a procura caminhará para ultrapassar a oferta, o que implicará a abertura de muito mais minas. Isso tende a pressionar os preços em alta e, além disso, há um número reduzido de países a controlar esta matéria-prima, com a China em posição dominante.

É neste contexto que as baterias de iões de sódio podem ajudar a ultrapassar os desafios associados ao lítio na transição para a eletrificação total do automóvel. A questão é perceber se, na prática, são uma opção viável.

Vantagens e desvantagens

Do ponto de vista técnico, as baterias de iões de sódio têm muitas semelhanças com as de iões de lítio - até porque ambos pertencem ao mesmo grupo dos metais alcalinos - e partilham propriedades próximas. O princípio de funcionamento é igual: existe um cátodo e um ânodo e, entre ambos, deslocam-se iões de sódio (em vez de iões de lítio), produzindo eletricidade.

Também não se trata de uma tecnologia recente: as baterias de iões de sódio existem desde os anos 80. Ainda assim, só neste século é que voltaram a ganhar destaque, muito por causa dos problemas associados ao lítio e do preço elevado das baterias.

Face às baterias de iões de lítio, que benefícios trazem as baterias de iões de sódio? Eis os principais:

• Abundância - o sódio (presente também no sal) é o sexto material mais abundante no planeta;
• Custo - por ser abundante, tende a ser mais barato do que o lítio; além disso, os restantes materiais podem ser mais económicos (por exemplo, é possível trocar o cobre por alumínio);
• Ambiente - não dependem de 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, as de iões de sódio comportam-se muito bem em ambiente frio, mantendo 90% do rendimento a -20 ºC;
• Carregamentos - conseguem atingir até 80% da capacidade total em menos de 20 minutos.

Se o conjunto de vantagens é tão apelativo, porque motivo não estão já generalizadas? Porque existem desvantagens - e suficientemente relevantes para, até aqui, terem limitado a sua adoção:

• Densidade energética - é o grande «calcanhar de Aquiles», ficando abaixo das baterias de iões de lítio (incluindo as LFP), o que pode obrigar a instalar mais baterias para obter a mesma capacidade;
• Massa - o sódio pesa mais do que o lítio; somando isso à menor densidade energética, pode agravar a já elevada massa dos veículos elétricos;
• Vida útil - em regra, têm menos ciclos de carga/descarga do que as de iões de lítio, sobretudo quando comparadas com as LFP.

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

Num quadro comparativo entre baterias de iões de sódio e baterias de iões de lítio (LFP e NMC), a leitura em termos de custo (€/kWh) é clara: as NMC são as mais caras. As LFP custam, em média, menos 20%, e as baterias de iões de sódio ficam entre 10-20% abaixo das LFP.

Ainda assim, à medida que a produção ganhar escala, os preços podem cair mais. A CATL aponta, para a sua segunda geração de baterias de iões de sódio, um valor estimado de 40 dólares por kWh.

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

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

Ainda assim, as baterias de iões de sódio têm condições para conquistar espaço, em particular nos segmentos mais acessíveis, onde o preço é determinante.

Quando veremos baterias de iões de sódio nos automóveis elétricos?

Tudo indica que a espera não será longa. Na China, foi mostrado 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) equipado com baterias de iões de sódio da HiNa Battery.

Essa bateria tem 25 kWh de capacidade - e uma densidade energética de 120 Wh/kg -, permitindo ao E10X percorrer 252 km entre carregamentos. É um número muito positivo, mesmo tendo em conta que se trata do ciclo chinês, substancialmente menos exigente do que o ciclo WLTP.

Não é conhecido se este modelo avançará ou não para produção, mas a também chinesa BYD já prometeu uma versão do pequeno Seagull com bateria de iões de sódio. Quando chegar, deverá contar com uma bateria de 30 kWh e uma autonomia de 305 km (novamente, no ciclo chinês).