A CATL investiga baterias de lítio-ar como foco de pesquisa de longo prazo.
A CATL está considerando baterias de lítio-ar como uma opção de pesquisa de longo prazo. Teoricamente, essa tecnologia promete uma densidade energética significativamente maior do que as baterias de lítio-íon atuais. No entanto, ainda está longe de ser adequada para baterias de veículos prontas para o mercado ou de oferecer um alcance de 2.000 km.
A SNE Research estima que a participação de mercado da CATL fora da China seja de 33,7 por cento.
Imagem: CATL
O cientista-chefe da CATL, Wu Kai, apontou as baterias de lítio-ar como foco de pesquisa de longo prazo para a empresa no Fórum Equipment Powerhouse 2026. As tecnologias de íons de sódio e de estado sólido estão mais próximas da comercialização na CATL. A atenção atual está voltada principalmente para o potencial de alcance de até 2.000 km. A base para tais projeções é a energia específica teórica muito alta da química de lítio-ar, de aproximadamente 3.505 Wh/kg. No entanto, esse valor descreve o potencial eletroquímico da reação, e não a densidade energética de uma bateria completa para veículo.
A diferença em relação às células convencionais de íon de lítio está na estrutura. Os sistemas de lítio-ar utilizam lítio metálico como eletrodo negativo e oxigênio do ambiente circundante como parceiro de reação. Durante a descarga, forma-se peróxido de lítio em um cátodo poroso; durante a carga, a reação é invertida e o oxigênio é liberado novamente.
Como o oxigênio não precisa ser transportado como material de cátodo tradicional dentro da bateria, isso teoricamente resulta em uma energia específica muito alta. No entanto, para um sistema de bateria real, é necessário adicionar eletrólito, eletrodos, invólucro, sistemas de proteção e, acima de tudo, componentes para o processamento do ar. Valores teóricos ainda mais altos, na ordem de 12.000 Wh/kg, são baseados em cálculos que excluem a massa do oxigênio necessário.
A diferença entre a densidade energética teórica e a de uma bateria de veículo pronta para produção é significativa, como demonstram os resultados atuais de laboratório. Em 2024, pesquisadores da Universidade de Jilin e da Academia Chinesa de Ciências alcançaram 757,5 Wh/kg e 241 ciclos de carregamento com uma célula de tipo pouch de lítio-ar em condições de laboratório definidas.
As baterias de lítio-ar da CATL ainda enfrentam desafios
Outra abordagem vem do Laboratório Nacional Argonne e do Instituto de Tecnologia de Illinois. Uma célula de lítio-ar de estado sólido introduzida em 2023 completou pelo menos 1.000 ciclos de carregamento e descarregamento em temperatura ambiente. Diz-se que a arquitetura utilizada possui um potencial teórico de cerca de 1.200 Wh/kg. Ambos os resultados mostram progresso, mas não equivalem a uma bateria validada para veículos de produção.
O desafio principal continua sendo o fornecimento de ar. A bateria requer oxigênio, enquanto umidade e dióxido de carbono precisam ser mantidos afastados de forma confiável. Ambas as substâncias podem causar reações químicas indesejadas, danificando eletrodos e eletrólitos. Portanto, um veículo precisaria de um sistema controlado de fornecimento de ar com filtragem e controle de umidade. Esse equipamento periférico, por sua vez, aumenta o peso, as exigências de espaço e o consumo de energia. Outros problemas ainda não resolvidos ou apenas parcialmente resolvidos incluem a estabilidade do ciclo, a eficiência de carregamento e a estabilidade do ânodo de lítio-metal.
Os produtos da reação no cátodo também são problemáticos. O peróxido de lítio pode se depositar nos poros, dificultando o transporte de oxigênio. Durante o carregamento, ele precisa ser completamente removido, sem que ocorram reações secundárias que danifiquem o eletrólito ou os eletrodos.
Somente uma alta energia específica não é suficiente para uso em veículos elétricos. A densidade energética volumétrica, a potência de saída, a capacidade de carregamento rápido, a segurança, a vida útil e o peso do sistema como um todo também são fatores decisivos. Portanto, os 2.000 km frequentemente citados não podem ser aplicados atualmente a um veículo concreto.
A CATL está desenvolvendo simultaneamente tecnologias muito mais prontas para o mercado. As baterias de íons de sódio e as células de estado sólido encontram-se em um estágio muito mais avançado no roteiro de desenvolvimento da empresa. Ao mesmo tempo, a CATL já é a líder clara do mercado com sistemas de íons de lítio estabelecidos. De acordo com a SNE Research, a empresa instalou 143,7 GWh de capacidade de baterias fora da China nos primeiros nove meses de 2026, alcançando uma participação de mercado de 33,7 por cento.
A tendência atual em direção ao LFP também mostra quão rapidamente o mercado de baterias está evoluindo com as químicas de células já disponíveis. De acordo com a SNE Research, a participação do LFP no mercado fora da China aumentou de 15,8% para 27,7% em um ano. Os fabricantes chineses, em particular, estão se beneficiando desse desenvolvimento.
A tecnologia continua sendo uma opção de pesquisa de longo prazo para a CATL. Se ela acabará por levar a veículos elétricos com autonomia de quatro dígitos depende menos da densidade energética teórica e mais de se os inúmeros desafios químicos e técnicos poderão ser resolvidos em um sistema de baterias duradouro, seguro e acessível.