As principais características da bateria que podem transformar os carros elétricos: 381 Wh/kg e até 1.000 km de autonomia

Há apenas alguns dias falamos sobre o importante passo dado pela ProLogium ao iniciar a produção em série de sua nova bateria Gen 3.5, com uma densidade energética de 381 Wh/kg e 903 Wh/l no nível da célula. Naquele artigo, analisamos a tecnologia, sua relação com a Mercedes-Benz e o enorme desafio de levar uma bateria com essas características, partindo de uma linha de produção ainda limitada, até os carros elétricos em grande escala.

Mas há uma pergunta que todos se fazem: o que esses 381 Wh/kg realmente significam para os carros elétricos? Pois, para muitos, o número é impressionante em teoria, enquanto para outros é completamente desconhecido, já que por si só não significa que amanhã teremos modelos capazes de percorrer 1.000 quilômetros com uma única carga.

A razão é simples. Os 381 Wh/kg referem-se à célula, enquanto um pacote completo precisa incluir estrutura, refrigeração, conexões, sistemas de proteção e gestão eletrônica. Todo esse conjunto aumenta o peso e faz com que a densidade energética final seja menor. Por isso, para avaliar o verdadeiro impacto dessa tecnologia, é muito mais interessante imaginar o que aconteceria se uma parte importante dessa vantagem chegasse finalmente ao pacote.

Atualmente, as melhores arquiteturas de baterias já conseguiram reduzir consideravelmente a diferença entre a densidade da célula e a do conjunto instalado no carro. A CATL, por exemplo, afirma valores de até 330 Wh/kg no nível da célula e 265 Wh/kg no nível do pacote em sua bateria Qilin NMC. Trata-se de uma diferença significativa, mas também demonstra que uma parte cada vez maior da energia armazenada pode ser aproveitada dentro do veículo.

Se, no futuro, uma bateria sólida conseguir atingir cerca de 300 Wh/kg em nível de pacote, as possibilidades seriam enormes. Uma bateria de 80 kWh que hoje exigiria aproximadamente 400 quilos poderia armazenar a mesma energia com cerca de 267 quilos. Ou, mantendo esses aproximadamente 400 quilos, poderia armazenar cerca de 120 kWh.

E é aí que surge a primeira grande consequência. Os fabricantes não precisam utilizar todo o ganho de densidade para aumentar a autonomia. Uma parte poderia ser usada para reduzir o peso do carro, o que, por sua vez, diminuiria o consumo e permitiria percorrer mais quilômetros com a mesma energia.

Em outras palavras, uma bateria mais densa pode gerar um efeito multiplicador. Menos peso significa menor consumo; menor consumo significa que uma determinada capacidade permite percorrer mais quilômetros; e isso pode tornar desnecessária a instalação de ainda mais bateria.

Até onde poderiam chegar os carros elétricos atuais?

Podemos aplicar esses números a modelos que já existem. Imagine um carro elétrico que atualmente utiliza uma bateria de cerca de 80 kWh e consegue aproximadamente 500 quilômetros de autonomia, graças a uma boa aerodinâmica e ao consumo controlado. Se ele pudesse usar uma bateria de 100 kWh mantendo praticamente o mesmo peso do conjunto atual, a autonomia poderia aumentar de forma significativa.

Não seria absurdo pensar em 600-700 quilômetros de autonomia em modelos eficientes, enquanto os sedãs elétricos com aerodinâmica especialmente otimizada poderiam chegar a quase 800 quilômetros. Nos veículos mais eficientes, uma bateria de 120 kWh poderia até permitir autonomias próximas a 1.000 quilômetros, embora muitos outros fatores entrem em jogo nesse caso.

O consumo é exatamente o elemento que determina até onde essa tecnologia pode chegar. Um sedã capaz de consumir 13 kWh/100 km precisa de 104 kWh para percorrer 800 quilômetros em condições ideais. Um SUV grande que consome 20 kWh/100 km precisaria de 160 kWh para alcançar a mesma distância.

Por isso, não veremos automaticamente SUVs elétricos com autonomia de 1.000 quilômetros só porque surgiram baterias de 381 Wh/kg. A densidade energética resolve parte do problema, mas a aerodinâmica, os pneus, o peso, a temperatura e a eficiência do sistema de propulsão continuarão sendo fatores determinantes.

Um bom exemplo do que pode ser alcançado combinando todos esses elementos é o Mercedes-Benz VISION EQXX. O protótipo da marca alemã conseguiu percorrer mais de 1.000 quilômetros em estrada utilizando uma bateria relativamente pequena, graças a um consumo extraordinariamente baixo. A Mercedes-Benz registrou um consumo de apenas 8,7 kWh/100 km durante uma de suas viagens.

Graças a uma tecnologia de baterias muito mais densa, esse conceito poderia ser adaptado para um carro de produção. Não seria necessário instalar uma bateria gigantesca para alcançar uma autonomia enorme. Uma bateria de 100-120 kWh em um sedã extremamente eficiente poderia ser suficiente para se aproximar de valores que, até pouco tempo atrás, eram exclusivos dos protótipos.

Mas, provavelmente, a mudança mais importante será outra: os carros elétricos não precisarão necessariamente de ter baterias cada vez maiores.

Ao longo dos últimos anos, vimos a capacidade das baterias aumentar progressivamente. Os modelos maiores já ultrapassam os 100 kWh, e alguns fabricantes até apostaram em capacidades ainda maiores para oferecer maior autonomia. A chegada de baterias muito mais densas poderia mudar essa tendência.

Em vez de passar de 80 para 120 kWh para obter mais autonomia, um fabricante poderia manter uma bateria de 80-90 kWh e reduzir consideravelmente seu peso. Isso traria vantagens em termos de consumo, desempenho, comportamento dinâmico e eficiência. Também permitiria reduzir a quantidade de materiais necessários para cada carro.

A densidade volumétrica anunciada pela ProLogium, de 903 Wh/l, abre ainda outra possibilidade. Em um carro elétrico, o espaço disponível para a bateria é limitado, e aumentar a energia armazenada no mesmo volume permite elevar sua capacidade sem precisar ocupar mais espaço sob o habitáculo.

A carga rápida também poderia se beneficiar dessa evolução. Uma bateria com maior densidade energética pode permitir maior autonomia após uma parada relativamente curta, desde que o fabricante consiga combiná-la com alta potência de carga e um gerenciamento térmico adequado.

Aqui é preciso ser especialmente cauteloso. A ProLogium anunciou capacidades voltadas para carregamento rápido, mas ainda precisamos saber como se comportará um pacote completo instalado em um carro ao longo de milhares de ciclos, no inverno e no verão, e após anos de uso. A verdadeira prova de uma bateria não é apenas quanto ela armazena quando nova, mas quanto consegue reter após muito tempo.

E esse será exatamente o próximo grande desafio para a ProLogium. A Gen 3.5 já cruzou uma fronteira importante ao entrar em produção, mas a fábrica de Taoyuan ainda opera em escala pequena em comparação com as enormes fábricas de baterias convencionais. O próximo passo será conseguir fabricar essas células em grandes quantidades, com qualidade homogênea e a um preço que permita seu uso em carros que não sejam modelos de luxo.

A futura fábrica de Dunkerque será especialmente importante nesse sentido. Sua primeira fase prevê capacidade de 4 GWh, e o projeto foi projetado para alcançar até 44 GWh. Se a empresa conseguir levar até lá as características da Gen 3,5 e manter seus custos sob controle, teremos uma demonstração muito mais significativa do que qualquer número obtido com uma célula individual.

E é aí que a Mercedes-Benz volta a aparecer. A marca alemã mantém, desde 2022, uma parceria tecnológica com a ProLogium e trabalha há anos em baterias de nova geração. Se essa tecnologia conseguir passar pelo teste industrial, a Mercedes será uma das fabricantes com maior interesse em aproveitar esse aumento de densidade para seus futuros carros elétricos.

Portanto, os 381 Wh/kg não devem ser interpretados como uma promessa imediata de carros elétricos com autonomia de 1.000 quilômetros. Eles são algo mais interessante: um sinal de que a indústria começa a se aproximar de um ponto em que a densidade energética pode mudar não apenas a autonomia, mas também o peso, o tamanho e a eficiência dos carros elétricos.

Se uma parte significativa desses 381 Wh/kg chegar efetivamente ao conjunto de baterias, um carro que hoje oferece 500 quilômetros poderia alcançar 600-700 quilômetros sem aumentar muito o peso. Os modelos mais eficientes poderiam chegar a 800 quilômetros e, com uma combinação especialmente favorável de aerodinâmica, consumo e capacidade, os 1.000 quilômetros poderiam deixar de ser uma cifra reservada apenas aos protótipos.

Esse é o verdadeiro interesse da bateria da ProLogium. Não se trata simplesmente de obter mais quilômetros adicionando mais kWh, mas sim de fazer com que cada quilo e cada litro da bateria armazene muito mais energia. E se a indústria conseguir transformar essa vantagem da célula em uma vantagem real no carro completo, o salto pode ser muito maior do que sugere um simples valor de Wh/kg.