CATL prepara baterias sólidas para 2027: objetivo de 500 Wh/kg e 1.500 km de autonomia

As baterias de eletrólito sólido estão chegando gradualmente ao seu auge, trazendo grandes promessas consigo. A possibilidade de armazenar mais energia sem aumentar o peso é muito atraente, mas levar essa promessa do laboratório para a fábrica está sendo bastante mais complicado. No entanto, a China parece estar conseguindo resolver esse desafio, e empresas como o gigante CATL já estão na fase final de desenvolvimento.

A fabricante chinesa passou de uma plataforma de validação com células de cerca de 10 Ah para testes com amostras de 20 Ah, segundo as informações divulgadas sobre seu programa de desenvolvimento. Trata-se de um passo à frente no aumento da capacidade das células, embora ainda não signifique dispor de uma bateria pronta para ser instalada em um carro de produção.

A CATL voltou a colocar a produção em pequenas séries para 2027, durante uma resposta aos investidores publicada em 27 de outubro na plataforma Hudongyi da Bolsa de Shenzhen. A produção em larga escala está prevista para por volta de 2030. Entre esses dois marcos existe um desafio industrial significativo: fabricar amostras funcionais é uma coisa; fazer com que elas saiam de uma linha de produção de forma contínua, confiável e rentável é outra.

O programa conta com uma equipe de mais de 1.000 pessoas e visa uma densidade energética aproximada de 500 Wh/kg. Esse valor é um objetivo de desenvolvimento, e não uma especificação confirmada para as células que serão fabricadas em série. Também não foram anunciados o volume das primeiras produções, os fabricantes de carros que as receberão ou uma data de lançamento comercial associada a esses protótipos.

Além disso, a densidade energética de uma célula não deve ser confundida com a do conjunto completo. Ao integrar as células, é preciso acrescentar estruturas, conexões, sistema de refrigeração e outros elementos que aumentam o peso. Por isso, esse objetivo por si só não permite calcular quantos quilômetros um futuro carro elétrico conseguiria percorrer, nem qual seria o peso de sua bateria.

O desafio está na durabilidade e na fabricação a um custo viável.

A densidade energética é um dos dados que mais geram manchetes, mas não é suficiente para determinar se uma bateria está pronta para chegar ao mercado. Também são importantes a vida útil, a segurança, o desempenho em diferentes temperaturas e a porcentagem de células que saem da fábrica atendendo às especificações. Se muitas unidades forem descartadas, o custo pode tornar inviável uma tecnologia promissora.

O próprio presidente da CATL, Robin Zeng, havia classificado anteriormente o grau de maturidade das baterias sólidas em um nível 4 em uma escala de 9. Essa avaliação ajuda a entender a distância que ainda existe entre os avanços no desenvolvimento e uma implementação industrial consolidada. O próximo desafio é demonstrar que as performances se mantêm à medida que o tamanho das células e o volume de produção aumentam.

O caminho dos eletrólitos sólidos de sulfeto oferece boa condutividade para os íons de lítio, mas apresenta dificuldades no contato entre os materiais. Durante as cargas e descargas, os eletrodos se expandem e contraiam. Esses movimentos podem deteriorar as zonas de junção e dificultar a passagem dos íons, com consequências para o desempenho e a durabilidade da célula.

Por isso, o design precisa controlar aspectos como a pressão de contato e a resistência entre os componentes. Não se trata apenas de encontrar materiais que funcionem bem separadamente, mas também de garantir que continuem funcionando juntos após muitos ciclos. Essa é uma das razões pelas quais aumentar a capacidade de uma bateria não resolve automaticamente os problemas de durabilidade.

Os sulfuros também exigem um controle cuidadoso da umidade. Determinadas reações podem liberar sulfeto de hidrogênio, um gás tóxico, o que obriga a se prestar atenção à manipulação dos materiais e às condições de fabricação. Portanto, o uso de um eletrólito sólido não elimina todas as exigências de segurança do processo industrial.

Atingir densidades energéticas tão elevadas também depende do design dos eletrodos. Entre as soluções que o setor está investigando estão os ânodos de lítio metálico e as configurações sem ânodo inicial. A Samsung SDI, por exemplo, descreveu seu trabalho com essa última tecnologia. A CATL não detalhou qual configuração utiliza nas amostras de sua atualização mais recente, portanto não é possível atribuir a ela uma solução específica.

O calendário coloca a CATL perto de outros grandes fabricantes, embora seus objetivos não sejam equivalentes. A Toyota e a Idemitsu mantêm a intenção de comercializar carros elétricos com baterias de eletrólito sólido entre 2027 e 2028, enquanto a Samsung SDI pretende iniciar a produção em série na segunda metade de 2027. A coincidência das datas não significa que todos vão entregar produtos comparáveis nem nas mesmas quantidades.