Uma bateria comercial de iões de sódio já utilizada na China está a mover-se para um território semelhante ao da Tesla, colocando nova pressão sobre a vantagem de custo do ião de lítio.
Pesquisadores testar as células de Hina encontrou resultados consistentes em uma amostra grande, alta capacidade de potência e um design que ecoa as principais escolhas das baterias Tesla. A bateria de sódio de baixo custo ainda tem trabalho pela frente, especialmente no que diz respeito ao carregamento em condições de congelamento, mas aponta para um caminho mais barato para EVs, armazenamento em rede e veículos comerciais que não necessitam de autonomia máxima de condução.
Para as montadoras, o ângulo da cadeia de suprimentos pode ser tão valioso quanto o resultado do desempenho. O sódio está amplamente disponível e é mais barato de adquirir do que o lítio, o que poderia ajudar os fabricantes de baterias a evitar algumas das oscilações de preços e restrições de oferta que têm prejudicado a produção de íons de lítio.
Quão próximo está do desempenho do Tesla
A célula de Hina se destacou porque os pesquisadores não testaram uma amostra impressionante e pararam por aí. Eles mediram 120 células usando espectroscopia de impedância e encontraram forte uniformidade em todo o lote.
Essa consistência é o sinal útil para a produção no mundo actual. Uma célula com forte desempenho máximo terá menos valor se as fábricas não puderem construí-la repetidamente, especialmente em veículos ou sistemas de rede onde grandes embalagens dependem de um comportamento previsível.
A equipe também testou as células em diferentes correntes e temperaturas, de 20 graus Celsius negativos a forty five graus Celsius, e depois usou raios X e uma desmontagem para estudar a estrutura interna. O resultado foi uma célula de sódio comercial com comportamento de potência excepcionalmente sério para um produto inicial nesta categoria.
Por que o sódio altera a matemática do custo
A desmontagem aponta para outra alavanca de custos dentro da célula. Sua mistura de cátodos inclui sódio, cobre, níquel, ferro e manganês, sendo o cobre usado de uma forma que poderia reduzir a dependência de metais mais caros, como níquel e cobalto.
A célula também usa uma arquitetura de alumínio duplo sem mesa. O sódio não reage com o alumínio da mesma forma que o lítio, o que permite que os fabricantes usem folha de alumínio em ambos os lados da célula, em vez de depender do cobre para o coletor de corrente anódica.
Essa escolha estrutural poderia reduzir mais do que os custos dos materiais, simplificando a configuração do coletor de corrente em torno do alumínio mais barato. Se as células de iões de sódio continuarem a melhorar sem dependerem demasiado de metais caros, poderão tornar-se um sério ponto de pressão para as baterias de iões de lítio em mercados sensíveis aos custos.
O que precisa melhorar a seguir
A maior fraqueza ainda é o carregamento em clima frio. Os pesquisadores descobriram que o carregamento em baixa temperatura continua sendo um problema, o que significa que essas células precisariam de um gerenciamento térmico cuidadoso antes de poderem lidar com carregamentos frequentes abaixo de 0 graus Celsius.
A densidade de energia é o outro problema. As atuais células de íons de sódio geralmente não conseguem igualar as melhores baterias de íons de lítio para veículos elétricos de longo alcance, portanto a principal vantagem da Tesla permanece intacta em veículos construídos com autonomia máxima.
Mas a abertura é actual. Se a Hina e outros fabricantes de baterias melhorarem o carregamento a frio, refinarem os ânodos de carbono duro e impulsionarem a química dos electrólitos, as baterias de iões de sódio poderão desempenhar um papel importante no armazenamento da rede, nos veículos eléctricos de menor autonomia e nos veículos comerciais, onde as vantagens do lítio podem não valer a pena.
