Abundância de minerais
As baterias de iões de sódio oferecem uma vantagem fundamental em termos de abundância de minerais. Os preços do lítio dispararam para mais de 80.000 dólares por tonelada em 2022 devido a tensões geopolíticas, problemas de abastecimento pós-COVID e aumento da procura. Isto evidenciou a fragilidade de uma cadeia de abastecimento dominada pela China, que controla mais de 93% do processamento de grafite e mais de 80% da produção global de gigafábricas.
Embora os preços do lítio tenham descido para cerca de 10.000 dólares por tonelada, o carbonato de sódio continua a ser significativamente mais barato. Isto traduz-se numa menor despesa com materiais e numa menor exposição a interrupções no fornecimento. O sódio também está amplamente disponível e pode ser obtido a partir de materiais comuns, como a trona ou o sal, sendo um candidato ideal para a produção nacional.
O relatório da IDTechEx, “Baterias de iões de sódio 2025-2035: Tecnologia, Empresas, Mercados e Previsões”, conclui que, se os preços do lítio voltarem a subir acima dos 50.000 dólares por tonelada, a vantagem de custo das baterias de iões de sódio tornar-se-á ainda mais evidente.
Compatibilidade imediata
As baterias de iões de sódio oferecem uma elevada compatibilidade com os processos de fabrico de baterias de iões de lítio existentes. Podem ser fabricadas frequentemente utilizando os mesmos formatos e equipamentos, permitindo uma ampliação de escala mais rápida e económica. No entanto, a compatibilidade depende da composição química. Alguns materiais, como os óxidos em camadas e os análogos do azul da Prússia, são sensíveis à humidade e requerem manuseamento em ambientes secos para evitar a perda de desempenho devido às reações com o vapor de água.
As baterias de iões de sódio também têm uma densidade energética mais baixa, o que significa que são necessárias mais baterias para armazenar a mesma quantidade de energia. Isto aumenta os requisitos de equipamento e eleva os custos de processamento em aproximadamente 15%. Ainda assim, as baterias de iões de sódio podem tirar partido de grande parte da cadeia de abastecimento das baterias de iões de lítio, com processos e infraestruturas partilhadas, oferecendo um atalho valioso para a escala industrial.
A compatibilidade na produção de células de iões-sódio e iões-lítio depende da composição química. Fonte: IDTechEx
Vantagens de segurança
As baterias de iões de sódio podem ser transportadas com carga zero, ao contrário das baterias de iões de lítio. Isto reduz o risco de incêndio durante o transporte e torna o envio mais seguro, fácil e barato. Esta é uma vantagem logística fundamental, especialmente para as cadeias de abastecimento globais.
As baterias de iões de sódio utilizam normalmente ânodos de carbono duro. Como o sódio não está intercalado na grafite, isto permite a utilização de diferentes solventes eletrolíticos, como o carbonato de propileno (PC), que tem um elevado ponto de inflamação e uma ampla gama de liquidez. Embora geralmente inseguro em sistemas de iões de lítio, funciona bem em células de iões de sódio. O PC pode substituir solventes mais inflamáveis, como o DEC e o DMC, melhorando a estabilidade térmica e a segurança.
Dito isto, a afirmação geral de que as baterias de iões de sódio são sempre mais seguras do que as de iões de lítio não é totalmente precisa. A segurança depende muito da composição química específica utilizada. Por exemplo, os materiais de óxido em camadas, como o NFPP ou o NFM, comportam-se de forma diferente em condições de utilização inadequadas. Estas diferenças são discutidas em maior detalhe no relatório completo da IDTechEx, que inclui dados de testes ARC de diversos desenvolvedores de baterias de iões de sódio.
Em situações de abuso térmico, as baterias de iões de sódio tendem a entrar em fuga térmica a temperaturas mais elevadas e a progredir mais lentamente do que as baterias de iões de lítio, oferecendo segurança adicional em determinadas condições.
Autora: Shazan Siddiqi, Analista de Tecnologia Principal da IDTechEx
