Language
Country/Area
No result found
Do século XIX ao século XXI: Quais são as reviravoltas surpreendentes na história das baterias de estado sólido?
Baterias de estado sólido (SSBs) são baterias que usam eletrólitos sólidos para conduzir íons entre eletrodos, com o potencial de fornecer maior densidade de energia do que baterias convencionais que usam eletrólitos de polímeros líquidos ou semelhantes a gel. Desde a primeira descoberta de eletrólitos sólidos no século XIX, as baterias de estado sólido passaram por séculos de desenvolvimento e desafios e finalmente ganharam ampla atenção no início do século XXI, especialmente na aplicação de veículos elétricos (VEs).
Origens Históricas
As origens das baterias de estado sólido remontam a 1831, quando Michael Faraday descobriu o sulfeto de prata e o fluoreto de chumbo, estabelecendo as bases para a condução iônica em estado sólido. Com o tempo, especialmente na década de 1960, a descoberta da β-bauxita de condução iônica rápida inaugurou uma nova onda de tecnologia de baterias de estado sólido. Nessa época, a Ford Motor e a japonesa NGK começaram a desenvolver sistemas de baterias de sódio líquido/β-bauxita/enxofre com maior densidade de energia.
Do século XX ao século XXI: a ascensão das aplicações downstream
Com o avanço da tecnologia, em 2011, o mundo demonstrou pela primeira vez um eletrólito sólido, Li10GeP2S12 (LGPS), que pode superar eletrólitos líquidos em temperatura ambiente, despertando uma atenção renovada na indústria automotiva para a tecnologia de baterias de estado sólido. . Montadoras como Toyota e Ford aumentaram seus investimentos para buscar esse mercado emergente. Em 2017, John Goodyear, cofundador das baterias de lítio, demonstrou uma bateria de vidro de estado sólido baseada em eletrólito de vidro, abrindo caminho para o futuro desta tecnologia.
"O potencial das baterias de estado sólido não reside apenas na maior densidade de energia, mas também na segurança e no alto desempenho."
Após 2020, com o surgimento da QuantumScape e de outras startups, o desenvolvimento de baterias de estado sólido acelerou gradualmente. Em 2021, a Toyota anunciou planos para lançar um veículo híbrido equipado com baterias de estado sólido em 2025, mostrando um enorme potencial de mercado.
Materiais e tecnologias para baterias de estado sólido
Em termos de seleção de materiais para baterias de estado sólido, cerâmicas como ortossilicato de lítio, vidro e sulfeto se tornaram os principais candidatos. As vantagens desses materiais são que eles fornecem maior estabilidade térmica e condutividade iônica. Em 2023, a Panasonic lançou uma bateria de estado sólido projetada especificamente para drones que pode ser carregada de 10% a 80% em apenas 3 minutos. Essa conquista, sem dúvida, impulsionará a inovação em uma variedade de dispositivos móveis.
Desafios e perspectivas
Embora as baterias de estado sólido tragam vantagens significativas de desempenho, sua ampla aplicação enfrenta desafios como custo, durabilidade e estabilidade do material. O custo de fabricação de baterias de estado sólido de película fina precisa ser reduzido ainda mais. Para esse fim, diferentes empresas estão explorando ativamente métodos de produção eficientes e de baixo custo. Nos próximos anos, os principais fabricantes de automóveis começaram a conduzir pesquisas e desenvolvimento simultaneamente, trabalhando juntos para superar os vários gargalos técnicos das baterias de estado sólido.
"O futuro das baterias de estado sólido depende da inovação tecnológica, da colaboração humana e da persistência em enfrentar desafios."
Com o aumento da demanda do mercado e a maturidade da tecnologia, o escopo de aplicação das baterias de estado sólido está se expandindo, de veículos elétricos a tecnologia vestível, drones e outros campos. Se conseguiremos chegar ao topo da tecnologia de baterias dependerá de como resolveremos os muitos desafios que enfrentamos atualmente e, finalmente, alcançaremos a aplicação comercial. Isso nos faz pensar: como as baterias de estado sólido redefinirão nossas vidas diárias e o ambiente tecnológico nos próximos 20 anos?
