Pesquisadores e empresas estão avançando em baterias de estado sólido, que prometem veículos elétricos mais seguros, de maior alcance e com carregamento mais rápido. Protótipos podem aparecer em veículos até 2027, com comercialização prevista para 2030. Desafios de fabricação continuam sendo o principal obstáculo, apesar de avanços em materiais superiónicos.
As baterias de estado sólido representam uma tecnologia de próxima geração para veículos elétricos (VEs), projetadas para serem mais leves, compactas e seguras do que as baterias de íons de lítio atuais, substituindo eletrólitos líquidos inflamáveis por sólidos. Essas baterias poderiam permitir que VEs percorram 400 a 600 milhas com uma única carga e recarreguem em minutos, abordando a ansiedade de alcance e os tempos de carregamento que atualmente levam meia hora ou mais.
A viabilidade das baterias de estado sólido foi demonstrada em laboratórios ao redor do mundo, mas escalar a produção a custos aceitáveis é o desafio principal. 'Se você olhar para o que as pessoas estão divulgando como um roteiro da indústria, elas dizem que vão tentar demonstrações de protótipos reais de baterias de estado sólido em seus veículos até 2027 e tentar uma comercialização em grande escala até 2030', diz Jun Liu, cientista de materiais da Universidade de Washington.
Avanços em materiais superiónicos, descobertos nas últimas duas décadas, permitem que íons de lítio conduzam tão rápido quanto em eletrólitos líquidos, ou mais rápido. Esses materiais possibilitam maior densidade de energia, potencialmente usando ânodos de metal de lítio que armazenam 10 vezes mais energia por grama do que ânodos de grafite em baterias de íons de lítio. Tais ânodos evitam problemas como a formação de dendritos, que podem causar curtos-circuitos ou incêndios em sistemas baseados em líquidos.
As baterias de íons de lítio, otimizadas ao longo de 30 anos, agora custam US$ 115 por quilowatt-hora em abril de 2025, uma queda de US$ 7.500 em 1991, com projeções de US$ 80 até 2030. Elas alimentam a maioria dos VEs hoje, com taxas de incêndio de cerca de 25 por 100.000 veículos vendidos—muito mais baixas do que 1.500 para carros a gasolina. No entanto, platôs de desempenho em velocidade de carregamento e densidade de energia criam oportunidades para a tecnologia de estado sólido.
Os investimentos no desenvolvimento de estado sólido atingem bilhões globalmente, com parcerias envolvendo Toyota, Volkswagen e startups como QuantumScape. Eletrólitos de sulfeto, sensíveis à umidade e potencialmente tóxicos se rompidos, são candidatos iniciais para integração em linhas de fabricação existentes. Alternativas de óxido oferecem estabilidade, mas exigem manuseio especializado devido à fragilidade.
'Toda empresa automotiva disse que as baterias de estado sólido são o futuro', observa Eric Wachsman da Universidade de Maryland. A adoção inicial pode mirar aplicações de alto desempenho como VEs, drones e aviação eletrificada, onde energia, potência e segurança mais altas são críticas. A China domina 70% da produção de íons de lítio, tornando o estado sólido uma oportunidade estratégica para outras nações.