Donut Lab: Nossos células são bipolares. Leia: Toyota perdeu a corrida

Donut Lab entregou suas células à organização independente de testes Intertek para poder apresentar um relatório sobre sua estrutura. De acordo com esse relatório, estamos diante das primeiras células Li-ion bipolares que, segundo Donut Lab, já estão prontas para produção em massa. Sua densidade energética é cerca de 1/3 maior do que a das boas células Li-ion com cátodos de alto nível e eletrólitos líquidos (Li-NCx), sendo de 0,4093 kWh/kg e 0,8047 kWh/l.

Donut Lab: Eis mais uma surpresa! O resto do mundo: Uff…

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Donut Lab: Eis mais uma surpresa! O resto do mundo: Uff…

Células bipolares: o que são e por que são melhores

Donut Lab vs Toyota

Há seis meses, as primeiras motocicletas Verge TS Pro com baterias desenvolvidas com base em células Donut Lab de eletrólito sólido deveriam começar a chegar aos compradores. Quando a startup finlandesa não conseguiu cumprir o prazo de entrega prometido, a Verge começou a adiar silenciosamente a data prevista para recebimento das motocicletas em um trimestre a mais em relação à data atual. No momento da publicação deste artigo, o recebimento é “estimado” para o quarto trimestre de 2026, e o alcance máximo refere-se a viagens urbanas. Portanto, não é de se admirar que a imprensa também tenha perdido a paciência. Donut Lab não é Elon Musk; poucos têm energia para serem indulgentes.

Células bipolares: o que são e por que são melhores

Apesar disso, a startup publicou novos testes de suas células. Os dois últimos são interessantes: um estudo do laboratório Intertek mostra que os finlandeses criaram células bipolares. Bipolares, ou seja, com uma estrutura semelhante a um sanduíche, na qual as eletrodos são dispostos em camadas uma sobre a outra, de costas um para o outro, e as camadas metálicas que coletam elétrons (coletores) ficam apenas nas partes externas das células. Isso reduz a massa das células e aumenta sua densidade energética, mas não é tudo:

Células da Donut Lab após o teste de penetração, desmontadas em suas diferentes camadas. Podem-se ver as diversas camadas (c) Intertek, por encomenda da: Donut Lab, fonte

Essa estrutura permite que, a partir de um único elemento (=uma única carcaça ou uma única bolsa), se obtenha, por exemplo, 7,4 volts em vez de 3,7 volts. São necessários menos elementos para alcançar a mesma tensão do conjunto, ou seja, podemos eliminar pelo menos uma carcaça a cada duas dos elementos da bateria. A capacidade permanecerá a mesma, pois em vez de dois elementos com rolos firmemente enrolados, temos um único elemento com eletrodos multicamadas. A eliminação de metade (-50%) das embalagens gera uma economia considerável, especialmente no caso de elementos cilíndricos ou prismáticos, nos quais se utilizam cilindros metálicos ou plástico grosso para evitar o inchaço dos elementos.

As camadas nas células desmontadas da Donut Lab mostram suas diferentes cores (=conteúdo variado). No mundo das células Li-ion, isso é uma visão bastante incomum, pois as células clássicas são monopolares, sendo folhas longas ou rolos de substâncias compactadas entre si (c) Intertek, a pedido da Donut Lab.

Os fabricantes de carros elétricos desistiram da corrida pela otimização das células Li-ion; alguns deles consideraram que o marketing baseado em eletrólito estável seria mais eficaz. A única fabricante que prometeu otimizações com base em células bipolares foi a Toyota. A empresa japonesa já prometia, para 2026 ou 2027 (ilustração abaixo), células bipolares com eletrólitos líquidos e química LFP, capazes de oferecer mais de 600 quilômetros de autonomia. Isso foi bastante ousado, pois no momento da publicação da tabela abaixo (ano de 2023), as células bipolares ainda estavam em fase de protótipos iniciais.

O pior de tudo: a startup finlandesa Donut Lab anunciou de repente que possui protótipos funcionais de células bipolares e está pronta para sua produção em larga escala, na ordem de 1 GWh de células por ano.

Nota da redação do Elektrowozu: é interessante viver em tempos em que startups desafiam as grandes corporações com orçamentos ilimitados – e saem vencedoras! Olhamos para a Donut Lab com grande ceticismo, assim como fazemos em relação à QuantumScape, mas desejamos sucesso à empresa na parceria com a Toyota

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