Há anos que se procuram novos materiais e tecnologias para o desenho e fabrico de baterias mais duráveis e potentes. De vez em quando, surgem notícias de novos métodos que prometem alterar a indústria das baterias, mas, até agora, essas novas tecnologias não têm passado das provas de conceito com quase nenhuma aplicação prática. Isto pode mudar com as baterias de iões de sódio, que, podem ser mais duráveis e baratas que as equivalentes de iões de lítio.
As baterias de iões de lítio são forma mais popular de armazenamento de energia eléctrica em todo o mundo. No entanto, um fabrico em massa que consiga responder às necessidades de todas as indústrias que usam é uma tarefa quase impossível. Os produtores de lítio já avisaram que este material pode começar a faltar nos mercados mundiais já a partir de 2025.
Antes da popularização da mobilidade eléctrica e da utilização nas baterias para dispositivos móveis, o lítio era usado essencialmente na indústria da cerâmica e na indústria farmacêutica. O aumento exponencial da procura, obrigou os produtores a aumentarem a produção para satisfazer as necessidades. Por exemplo a Albemarle, um dos maiores produtores mundiais de lítio, planeia aumentar a produção para 500000 toneladas até 2030 e mesmo assim não será suficiente para satisfazer a procura.
A solução pode estar nas baterias de iões de sódio. Embora esta tecnologia não seja tão conhecida como a dos iões de lítio, pode ser a solução para o problema da escassez de lítio. Internamente, as baterias de iões de sódio são muito semelhantes às de iões de lítio e podem ser fabricadas através dos mesmos processos industriais. Nestas baterias, os iões de sódio substituem os iões de lítio no cátodo e os sais de lítio usados no electrólito são substituídos por sais de sódio.
A tecnologia de baterias de iões de sódio não uma novidade, mas a ideia de as fabricar em massa ganhou alguma popularidade nos últimos anos. O sódio é mais abundante que lítio. Por isso, é mais fácil de extrair e as cadeias de distribuição são menos vulneráveis a tensões geopolíticas. Neste momento, uma tonelada de carbonato de sódio custa quase menos 10 vezes que uma tonelada de carbonato de lítio.
Também foi descoberto que as células fabricadas com recurso a sódio, não necessitam de incorporar outros metais, como o cobalto, para aumentar uma densidade energética comparável às LFP (Lithium Iron Phosphate), que são usadas actualmente em automóveis eléctricos de gamas mais baixas. No início de Novembro, uma equipa da Tokyo University of Science revelou o desenvolvimento de um cátodo de alta capacidade para baterias de iões de sódio através da utilização de carbono nanoestruturado. Esta tecnologia permite uma densidade de 312 Wh por cada kg, o dobro das baterias LFP. Isto corresponde a 1,6 vezes a densidade energética das baterias de iões de lítio mais avançadas de há 10 anos.
Uma outra vantagem das baterias de iões de sódio é a maior amplitude de temperaturas a que podem funcionar correctamente: de -30 graus celsius até aos 60 graus. Podem até chegar aos 80 graus, dependendo da química usada.
No início de 2023 foi apresentado o primeiro automóvel com baterias de iões de sódio, fruto de uma parceria entre a Volkwagen e a JAC Group. O veículo em questão tem uma bateria de 25 KWh e oferece cerca de 250 km de autonomia. Embora a autonomia seja modesta, as duas empresas dizem que este automóvel funciona melhor a baixas temperaturas, tem maior velocidade de carregamento em relação aos outros e um ciclo de vida mais longo da bateria.
Uma outra vantagem desta tecnologia de baterias é a da segurança. Enquanto as baterias de iões de lítio têm de ser carregadas até 30% antes de poderem ser transportadas, as baterias de iões de sódio podem ser descarregadas completamente sem qualquer dano ou perigo de fogo.
Espera-se que a produção anual de baterias de iões de sódio chegue aos 186 GWh em 2030. No mesmo ano, a produção de baterias de iões de lítio deve chegar aos 6,5 TWh. Como se pode perceber, as baterias de iões de sódio não devem ultrapassar as de iões de lítio tão cedo, mas não deixam de ser uma alternativa interessante para vários tipos de utilizações e esta tecnologia pode acabar por ser a dominante no longo prazo.
