A QuantumScape apresenta uma bateria sólida que carrega em 5 minutos e mantém 80% de sua capacidade após 1.000 ciclos.

Há anos, as baterias com eletrólito sólido são apresentadas como o Santo Graal dos carros elétricos. Mais autonomia, tempos de recarga muito menores e uma segurança superior à das baterias convencionais. No entanto, transformar essas vantagens teóricas em um produto que possa ser fabricado em grande escala e funcionar por centenas de milhares de quilômetros está se mostrando muito mais complicado do que o esperado.

Uma das fabricantes que há mais tempo tenta superar essas dificuldades é a QuantumScape. A empresa norte-americana, que mantém uma estreita relação industrial com o Grupo Volkswagen, anunciou agora uma nova plataforma chamada Osprey, com a qual pretende acelerar o desenvolvimento de baterias completamente sólidas e disponibilizar sua tecnologia para outros fabricantes.

A inovação não consiste apenas em obter uma bateria com boas performances. A QuantumScape afirma ter resolvido um dos problemas técnicos mais importantes das baterias que utilizam sulfetos: a necessidade de aplicar uma pressão mecânica elevada para manter um funcionamento estável durante os ciclos de carregamento e descarregamento.

Uma bateria que carrega em cinco minutos e mantém 80% de sua capacidade após 1.000 ciclos

A nova plataforma Osprey combina várias tecnologias que a QuantumScape desenvolve há anos. Por um lado, utiliza seu separador cerâmico patenteado, projetado para permitir o transporte dos íons de lítio e evitar problemas associados ao crescimento de estruturas metálicas indesejadas que degradam as células. Por outro, incorpora um design de lítio metálico sem ânodo convencional e um cátodo completamente sólido.

Essa última característica representa uma diferença importante em relação a outras arquiteturas que combinam componentes sólidos com materiais líquidos. Na Osprey, a QuantumScape busca eliminar o eletrólito líquido e aproveitar as vantagens de uma arquitetura completamente sólida.

Os primeiros testes publicados pela empresa mostram resultados especialmente interessantes. As células conseguiram completar 1.000 ciclos completos de carregamento e descarregamento, mantendo aproximadamente 80% de sua capacidade inicial. Um resultado que indica uma durabilidade potencialmente competitiva para seu uso em carros.

Para colocar esse número em perspectiva, se uma bateria permitisse percorrer 500 quilômetros por ciclo completo, 1.000 ciclos equivaleriam teoricamente a cerca de 500.000 quilômetros de uso acumulado. Obviamente, trata-se de uma equivalência orientativa, já que a degradação real também depende do tempo, das temperaturas e das condições de uso.

Mas, provavelmente, o dado que mais chamará a atenção é sua velocidade de recarga. A QuantumScape afirma que a Osprey consegue passar de 10% para 80% de carga em apenas cinco minutos. Portanto, estamos falando de potências acima de 500 kW.

A empresa também visa uma densidade energética volumétrica potencial de até 1.100 Wh/L, um valor muito elevado que permitiria armazenar mais energia no mesmo espaço. Isso abre duas possibilidades para os fabricantes: aumentar a autonomia sem aumentar as dimensões da bateria ou manter a capacidade atual utilizando um conjunto mais compacto.

A essas características soma-se a capacidade de funcionamento em temperaturas inferiores a -20 °C, uma característica especialmente interessante para os mercados com invernos rigorosos, onde as baterias convencionais podem sofrer perdas significativas em desempenho e capacidade de recarga.

No entanto, o avanço mais relevante pode ser outro, muito menos espetacular em teoria, mas fundamental para que essa tecnologia chegue às fábricas.

As baterias sólidas baseadas em sulfetos geralmente precisam de uma pressão mecânica considerável para manter um bom contato entre seus componentes internos. Se esse contato se deteriorar durante os ciclos de carga e descarga, aumenta a resistência interna e pode acelerar a degradação da bateria. Isso obriga a incorporar sistemas capazes de manter as células comprimidas, adicionando complexidade, peso e custos ao conjunto. Um problema especialmente importante em um carro, onde cada quilograma e cada centímetro disponível conta.

QuantumScape afirma que a Osprey conseguiu concluir seus testes utilizando apenas uma atmosfera de pressão, aproximadamente a pressão atmosférica normal. A empresa apresenta esse resultado como um avanço especialmente relevante para as baterias com cátodos sólidos baseados em sulfetos.

Alcançar uma longa vida útil sem recorrer a altas pressões poderia simplificar consideravelmente o design dos futuros conjuntos de baterias e facilitar sua integração em carros elétricos em produção.

A empresa afirma ter testado essa arquitetura utilizando diferentes formulações de cátodos sólidos, tanto desenvolvidas internamente quanto fornecidas por seus clientes do setor automotivo. Isso permitiria que outros fabricantes utilizassem o separador cerâmico e a arquitetura da QuantumScape para desenvolver suas próprias baterias.

O que nos falta são as datas. A QuantumScape ainda não informou uma data específica para sua produção em escala comercial, nem detalhou o custo dessa tecnologia em comparação com as atuais baterias LFP ou NMC.

Mas os avanços anunciados são interessantes porque abordam simultaneamente vários dos grandes desafios das baterias sólidas: durabilidade, velocidade de recarga, densidade energética e pressão de operação.

Se a QuantumScape conseguir transferir esses resultados para células de maior tamanho e para processos industriais competitivos, a Osprey pode se tornar uma das plataformas que ajudarão a dar o salto definitivo em direção às baterias completamente sólidas. Uma tecnologia que há anos promete transformar os carros elétricos e que, pouco a pouco, começa a apresentar resultados cada vez mais concretos.