Uma bateria comercial de íon de sódio do fabricante chinês Hina se equipara às células de íon de lítio da Tesla em qualidade de fabricação e design interno, de acordo com uma análise independente publicada na Cell Press jornal Cell Reports Ciências Físicas.
Pesquisadores da Universidade RWTH Aachen da Alemanha mediram a resistência entre células variando apenas 5,3% em 120 células – um sinal de produção em massa rigidamente controlada que rivaliza com as melhores células de lítio do mercado.
O que a desmontagem encontrou
O estudo, liderado por Christian Siebert e Moritz Schütte, teve como objetivo comparar uma célula de íon de sódio Hina amplamente utilizada com a tecnologia mais avançada de íon de lítio Tesla.
A equipe executou espectroscopia de impedância – um método não destrutivo – em 120 células para avaliar a uniformidade e depois testou o desempenho em correntes e temperaturas variando de -20°C a 45°C. Eles usaram raios X para obter imagens da estrutura interna antes de desmontar fisicamente as células para medir as dimensões, composição e microestrutura dos eletrodos.
A descoberta mais destacada foi estrutural. A célula Hina usa um “design de coletor de corrente de alumínio duplo que reduz a resistência e garante uma distribuição uniforme de temperatura – e também reflete o design atual das baterias Tesla”, escreveram os pesquisadores.
Essa arquitetura sem mesas é o mesmo recurso principal que a Tesla introduziu com sua célula 4680. Os pesquisadores dizem que esta é a primeira bateria de íon de sódio disponível comercialmente a utilizá-la. O íon de sódio também tem uma vantagem de custo estrutural: ele pode usar coletores de corrente de alumínio em ambos os lados da célula, enquanto o íon de lítio requer cobre mais caro no lado do ânodo.
“Ficamos positivamente surpresos com a uniformidade das células”, disse Schütte.
Onde ainda segue Tesla
O ceticismo é justificado em relação às peças que mais importam para os carros elétricos. Os pesquisadores deixaram claro que a célula ainda está atrás da tecnologia líder de íons de lítio em duas frentes.
O primeiro é a densidade de energia. “As atuais células comerciais de íons de sódio geralmente têm menor densidade de energia do que as melhores células de íons de lítio, e a tecnologia é menos madura em geral”, disse Schütte. Isso mantém o sódio mais adequado para armazenamento estacionário, serviços de rede e veículos comerciais ou de curto alcance do que para veículos elétricos de passageiros de longo alcance.
O segundo é o carregamento em clima frio. Sódio lida com frio descarga bem, mas carregar é o problema. “Para aplicações que exigem carregamento frequente em baixas temperaturas ambientes, o gerenciamento térmico ou estratégias operacionais adequadas serão importantes porque o carregamento em baixa temperatura continua sendo um ponto fraco claro”, disse Schütte.
A desmontagem também revelou uma estranheza: cobre inesperadamente alto e distribuído de forma desigual em partes do cátodo, o que, segundo os pesquisadores, “levanta questões interessantes sobre seu papel no desempenho e no envelhecimento”. Schütte acrescentou que gostaria de ver futuras células de sódio “livres de níquel e cobre” e ao mesmo tempo atingir uma densidade de energia competitiva.
O contexto competitivo
A descoberta ocorre no momento em que os gigantes das baterias da China transferem o íon de sódio da curiosidade de laboratório para a produção em massa. Informamos em abril que a CATL lançará suas baterias de íon de sódio Naxtra em EVs em 2026visando cerca de 175 Wh/kg agora e cerca de 600 km (372 milhas) de alcance à medida que a química amadurece, com carga até -30°C.
A tecnologia já está na estrada. Em fevereiro, CATL e Changan revelaram o primeiro EV de íon de sódio produzido em massa do mundoo Changan Nevo A06. E os pesquisadores têm eliminado os pontos fracos do sódio, com um grupo demonstrando uma célula de íon de sódio com carga de 11 minutos e 450 km de alcance..
A Hina, uma subsidiária da Academia Chinesa de Ciências, fornece células para veículos e armazenamento em rede e apresentou embalagens comerciais com capacidade em torno de 165 Wh/kg.
A opinião de Electrek
A manchete se escreve sozinha: uma bateria chinesa de íons de sódio “combina” com Tesla, mas vale a pena ser preciso sobre o que o estudo realmente diz, porque a distinção é toda a história.
Isto não é o sódio superando o lítio na folha de especificações. Na densidade de energia, a métrica que decide até onde vai um EV, o sódio ainda perde. O que a equipa alemã confirmou é algo indiscutivelmente mais importante para o longo prazo: uma análise académica ocidental independente descobriu que uma célula chinesa de iões de sódio está a ser construída com um nível de qualidade e design equivalente ao das melhores células de lítio, utilizando materiais abundantes, baratos e adequados para a cadeia de abastecimento. Uma distribuição de 5,3% na resistência em 120 células é o tipo de consistência que só vem de uma linha de produção madura, não de uma bancada de laboratório.
Essa é a verdadeira conclusão. A crítica ao sódio sempre foi o fato de ser uma substância química promissora, presa na fase “não totalmente pronta”. Esta desmontagem diz que a produção já existe – as lacunas restantes são a densidade energética e a cobrança abaixo de zero, sendo que ambos são problemas de engenharia com roteiros claros, em vez de barreiras fundamentais. Combinado com a CATL colocando pacotes de sódio em carros de produção este ano, é outro dado que mostra o quão longe a indústria de baterias da China avançou.
A questão em aberto é se essa qualidade se traduz além do armazenamento na rede e dos carros básicos, para o mercado convencional de veículos elétricos. Se o sódio fechar a lacuna de densidade como o LFP fez, a matemática do custo ficará muito difícil de ser ignorada por todos os outros.
Minha aposta é que essas células de sódio já são bastante baratas.
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