Fabricantes de baterias EV correm para desenvolver materiais celulares mais baratos

Os EVs de hoje funcionam com baterias de íon de lítio, que requerem lítio, cobalto, manganês e níquel de alta qualidade, cujos preços dispararam.

Startups dos Estados Unidos e da Europa estão correndo para desenvolver novas baterias usando dois materiais abundantes e baratos – sódio e enxofre – que podem reduzir o domínio da bateria da China, diminuir os gargalos de abastecimento e levar ao mercado de veículos elétricos de massa.

Os EVs de hoje funcionam com baterias de íon-lítio - a maioria feita com lítio, cobalto, manganês e níquel de alta qualidade, cujos preços dispararam.

Os produtores ocidentais estão lutando para alcançar seus rivais asiáticos, e as montadoras esperam que os gargalos no fornecimento atinjam a produção de automóveis em meados da década.

Os EVs do futuro - aqueles que chegarem depois de 2025 - podem mudar para células de bateria de íon de sódio ou enxofre de lítio que podem ser até dois terços mais baratas do que as células de íon de lítio atuais.

Mas sua promessa depende de avanços potenciais em eletroquímica por startups como Theion, com sede em Berlim, e Faradion, com sede no Reino Unido, bem como Lyten nos Estados Unidos.

As químicas de bateria mais recentes têm problemas a serem superados. As baterias de íons de sódio ainda não armazenam energia suficiente, enquanto as células de enxofre tendem a corroer rapidamente e não duram muito.

Ainda assim, mais de uma dúzia de startups atraiu milhões de dólares em investimentos, bem como subsídios do governo, para desenvolver novos tipos de baterias.

Por enquanto, a China domina a produção de baterias, incluindo a mineração e refino de matérias-primas.

A Benchmark Mineral Intelligence, uma consultoria sediada no Reino Unido, estima que a China possui atualmente 75% da capacidade mundial de refino de cobalto e 59% de sua capacidade de processamento de lítio.

"Ainda dependemos de uma cadeia de suprimentos de materiais da China", disse James Quinn, executivo-chefe da startup britânica de baterias de íons de sódio Faradion, que recebeu mais de US$ 1 milhão em subsídios do governo da Innovate UK antes de ser comprada pelo conglomerado indiano Reliance no ano passado. por US$ 117 milhões. “Se você observar as implicações geopolíticas globais disso, é um desafio para a segurança energética, econômica e nacional”.

Gigantes asiáticos de baterias também estão trabalhando em novos produtos químicos. A CATL da China disse que planeja começar a produzir células de íons de sódio em 2023. A coreana LG Energy Solution pretende começar a produzir células de enxofre de lítio até 2025.

O elemento mais caro de uma bateria EV é o cátodo, que representa até um terço do custo de uma célula de bateria.

A maioria das baterias de VE hoje usa um dos dois tipos de cátodos: níquel-cobalto-manganês (NCM) ou fosfato de ferro-lítio (LFP).

Os cátodos NCM são capazes de armazenar mais energia, mas usam materiais caros (níquel, cobalto). Os cátodos LFP normalmente não retêm tanta energia, mas são mais seguros e tendem a ser mais baratos porque usam materiais mais abundantes.

O custo dos principais materiais de cátodo, como níquel e cobalto, disparou nos últimos dois anos.

É por isso que tantas empresas esperam substituir materiais mais baratos e abundantes, como sódio e enxofre, se suas limitações técnicas puderem ser superadas.

"O íon de sódio definitivamente tem um lugar, especialmente para armazenamento estacionário e veículos de baixo custo em mercados sensíveis ao custo, como China, Índia, África e América do Sul", diz o consultor Prabhakar Patil, ex-executivo da LG Chem.

"O custo de introdução do enxofre de lítio provavelmente será maior - embora tenha o potencial de ser o custo mais baixo - tornando os eletrônicos de consumo a aplicação inicial", disse Patil.

Amandarry, com sede em Michigan, e a startup britânica AMTE Power estão desenvolvendo baterias de íons de sódio usando cloreto de sódio – basicamente sal de mesa – como o principal ingrediente do cátodo. Eles não precisam de lítio, cobalto ou níquel – os três ingredientes de bateria mais caros.

Jeff Pratt, diretor-gerente do Centro de Industrialização de Baterias do Reino Unido - uma fábrica estatal de 130 milhões de libras (US$ 153 milhões) que aluga suas linhas de produção para startups para testar a química das baterias - disse que está tentando encaixar as células de uma startup de íons de sódio em um cronograma de produção lotado porque é "estrategicamente importante" para as esperanças da Grã-Bretanha de estar na vanguarda do desenvolvimento de baterias novas e melhores.