Poderão as baterias de sódio resolver os problemas relacionados com as de lítio?

O aumento do preço do lítio é uma grande preocupação para as marcas de baterias. O preço do carbonato de lítio ultrapassou os 70 mil dólares por tonelada no dia 8 de setembro. No entanto, o preço continua a subir. O preço mais alto do mercado ultrapassa agora os $72.000 por tonelada. Isto é mais do que o preço médio do carbonato de lítio de qualidade da bateria $71.000 por tonelada. Desde o início deste ano, o preço do carbonato de lítio é agora 80% mais elevado.

O fosso entre a oferta e a procura não está a ajudar a situação. Há uma grande procura por carros elétricos. Isto também significa uma enorme procura de lítio porque é o principal material para a bateria de carros elétricos. No leilão de concentrado de lítio realizado pelo mineiro australiano de lítio Pilbara, a 20 de setembro, o preço do leilão era de 6.988 dólares por tonelada. Isto é superior ao preço do carbonato de lítio. Na última ronda (2 de agosto), o preço do leilão subiu 10%.

A subida do preço do carbonato de lítio trará pressão sobre os custos das marcas de baterias e das empresas de automóveis. O aumento dos preços do lítio irá provavelmente afetar o funcionamento das empresas de baterias de energia. Isto aumentará ainda mais o custo de produção das baterias de energia. Por sua vez, exercerá também pressão sobre os lucros das baterias OEMs. Se os OEMs passarem o custo para o mercado, então muitas pessoas não gostarão de comprar.

Por estas razões, a indústria procura agora alternativas ao lítio. O í2-ion está no topo da lista, uma vez que parece ter uma “vantagem teórica de custos”. Por esta razão, o sódio parece ser uma boa alternativa para muitas marcas.

Porquê baterias de sódio?

 

• Características semelhantes

Esta não é a primeira vez que a indústria está a considerar o sódio como alternativa. Tanto o lítio (Li) como o sódio (Na) têm um características semelhante. Na e Li são elementos do grupo de metal alcalino. Assim, a pesquisa sobre baterias de na-iões e baterias de iões de lítio começou ao mesmo tempo. Iões de sódio e iões de lítio têm poucas diferenças de características. Por esta razão, os materiais positivos e negativos do elétrodo são diferentes. Elementos como cobre e ferro não podem ser utilizados em materiais de elétrodos positivos numa bateria de iões de lítio. No entanto, têm um bom desempenho numa bateria de iões de sódio.

 

• Sem necessidade de novas linhas de produção

A produção de uma bateria de iões de sódio pode utilizar diretamente as linhas de produção de baterias de iões de lítio existentes. Assim, se houver uma mudança, não haverá necessidade de reconstruir novas linhas de produção. Até certo ponto, a bateria de iões de sódio já está perto da produção em massa. Esta é uma das principais razões pelas quais o sódio é considerado uma alternativa

 

• Custo

Outra razão pela qual o sódio é considerado é o custo. Teoricamente, uma bateria de iões de sódio tem vantagens significativas em termos de custos em termos de materiais. Por exemplo, o preço do carbonato de sódio é muito inferior ao do carbonato de lítio. Além disso, o material cátodo de uma bateria de iões de sódio geralmente usa materiais metálicos a granel, como cobre e ferro. Assim, o custo dos materiais cátodo é inferior ao de uma bateria de lítio. De acordo com a Ping An Securities, o material catódo de bateria de sódio é 60% mais barato do que o material catódo do cátodo da bateria de lítio. No geral, uma bateria de sódio será 30% – 40% mais barata que uma bateria de lítio.

 

• Matéria prima

Em termos de recursos, a quantidade de recursos de sódio na Terra é mais de 400 vezes superior à do lítio. Além disso, a distribuição dos recursos de sódio no mundo é relativamente uniforme. No entanto, mais de 80% dos recursos de lítio do mundo estão nas Américas e na Austrália. Por conseguinte, o preço dos recursos de sódio é muito inferior ao dos recursos de lítio. Além disso, a grande disseminação dos recursos de sódio facilita o seu mercado.

 

• Segurança da bateria

A segurança da bateria e a densidade energética são os principais aspetos do desempenho da bateria. Uma bateria de iões de sódio não é diferente. A densidade energética de uma bateria de iões de sódio é de 100 a 160 Wh/kg. A bateria de iões de lítio é melhor do que o sódio em termos de densidade energética. Atualmente, a densidade energética de uma bateria de lítio é de 120 a 200 Wh/kg. No entanto, pode chegar aos 200 – 350 Wh/kg.

A resistência interna de uma bateria de iões de sódio é superior à de uma bateria de lítio. Tem uma geração de calor menos súbita no caso de curto-circuitos. Tem também um aumento de temperatura mais baixo e uma temperatura desgovernada térmica mais alta do que uma bateria de lítio. Assim, a segurança do sódio é maior.

 

• Temperatura

Além disso, uma bateria de lítio precipitará o lítio quando carregada a baixas temperaturas. No entanto, o sódio não. Assim, uma bateria de iões de sódio tem uma gama de temperatura de funcionamento mais ampla. A bateria de iões de sódio pode funcionar normalmente na gama de temperaturas de -40°C a 80°C.  Além disso, a taxa de retenção da capacidade é de cerca de 90% num ambiente de -20°C.  Além disso, o desempenho de alta e baixa temperatura é melhor do que o da bateria de iões de lítio.

 

• Carregamento

O tempo de carga de 80% da bateria de iões de sódio é de cerca de 15 minutos. Isto é muito mais rápido do que o tempo médio de carga para uma bateria de lítio. Carregar uma bateria de lítio demora 30 minutos a 45 minutos.

 

• Reciclagem

A bateria de sódio é mais fácil de reciclar do que uma bateria de lítio. A bateria de sódio pode perder completamente a carga para 0 volts. Assim, é melhor do que uma bateria de lítio. Uma bateria de lítio retém cerca de 30% da sua carga. Isto torna-os mais perigosos para reciclar. Então, uma bateria de sódio é mais segura para reciclar. Além disso, faltam matérias-primas como o cobalto. Isto torna uma bateria de sódio prejudicial para o ambiente.

Contras das Baterias de Sódio – Devem ajudar o lítio e não substituir

A baixa densidade energética é a principal questão de uma bateria de iões de sódio. A questão da densidade energética dificulta a troca de baterias de iões de sódio e de iões de lítio num sentido estrito. No entanto, a tecnologia das baterias de iões de sódio pode ser um bom suporte à tecnologia das baterias de lítio. O sódio será bom em campos que requerem baixa densidade energética. As estações de base de comunicação, veículos elétricos de baixa velocidade, armazenamento de energia elétrica, luzes solares de rua, etc.

Conclusão

Todos os elogios à bateria de sódio, por enquanto, baseiam-se na sua vantagem teórica de custos. O custo real de produção de uma bateria de sódio é bem mais barato do que uma bateria de lítio. No entanto, há necessidade de mais testes da bateria de sódio. Há ainda uma certa distância da popularização das aplicações reais. Além disso, o elevado preço do carbonato de lítio está a fazer com que o mercado se transforme em sódio como opção. Se o preço do lítio cair no futuro, a promoção do sódio poderá cair.

Por mais interessante que pareça a opção de sódio, ainda enfrenta questões relacionadas com a sua durabilidade e a sua densidade energética. Dito isto, a tecnologia ainda está a vários anos de distância antes de estar pronta para ser usada. Por outras palavras, algumas destas questões podem ser menos quando vão para o mercado. Até lá, será interessante ver como se desenvolve esta tecnologia. Também será interessante ver qual o papel que desempenha na forte procura do mundo.