A razão previsível pela qual seu iPhone ainda não possui baterias de estado sólido – apesar de suas vantagens

Kerry Wan/ZDNET

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As baterias de estado sólido apresentam vantagens significativas em relação às de íon de lítio. Entre os benefícios mais importantes estão a maior segurança e a vida útil ampliada. No entanto, a tecnologia ainda não está pronta para atender à demanda de bilhões de baterias que a indústria necessita.

Recentemente, avaliei um carregador portátil que utilizava uma bateria de estado sólido em vez de uma de íon de lítio. Essas baterias oferecem maior densidade de energia, segurança aprimorada e uma durabilidade superior. Para ilustrar sua segurança, abri o carregador e perfurei com um destorcedor uma bateria totalmente carregada; além de algumas fumaças, nada ocorreu.

Então, por que os nossos iPhones e outros dispositivos não utilizam baterias de estado sólido? Antes de respondermos a essa questão, vamos entender o que é uma bateria de estado sólido e como ela difere da de íon de lítio.

As baterias de estado sólido são baterias recarregáveis de nova geração que utilizam eletrólitos sólidos (o material que transporta a carga elétrica entre o ânodo e o cátodo da bateria), ao invés dos eletrólitos líquidos ou em gel, comuns nas baterias de íon de lítio. Os eletrólitos nas baterias de íon de lítio geralmente são sais de lítio dissolvidos em uma mistura de solventes orgânicos inflamáveis e tóxicos, enquanto as baterias de estado sólido utilizam cerâmicas secas. Este eletrólito seco não só é não inflamável e muito mais seguro, mas também permite a construção de baterias com densidades de energia significativamente mais altas. Além disso, as baterias de estado sólido recarregam mais rapidamente do que suas equivalentes de íon de lítio e oferecem um número maior de ciclos de recarga.

De várias maneiras, as baterias de estado sólido superam as de íon de lítio. Mas por que não usamos essas baterias em toda a nossa tecnologia portátil?

No final das contas, tudo se resume ao custo. As baterias de íon de lítio estão em uso há mais de 30 anos e já dominamos a produção em massa, fabricando bilhões delas anualmente. Parece exagero? Somente a Apple estima ter vendido quase 250 milhões de iPhones no ano passado, todos precisando de uma bateria acessível e confiável.

No total, o mercado global de smartphones no ano passado foi de cerca de 1,25 a 1,6 bilhão de unidades. Se contarmos também laptops, fones de ouvido, smartwatches, carregadores portáteis e até e-cigarros (sim, até as unidades descartáveis contêm uma bateria recarregável), além dos carros elétricos (que têm cerca de 6.000 células 18650 ou 21700 em cada pacote de bateria), a cadeia de suprimentos para baterias de estado sólido simplesmente não está preparada para essa demanda.

Além disso, existem questões técnicas. As baterias de estado sólido são mais complexas de fabricar, o que resulta em menores taxas de produção. Quando você precisa de bilhões, isso se torna um problema. Essas baterias também são mais sensíveis a vibrações e aumentam ligeiramente de tamanho durante o uso, o que não é ideal considerando as expectativas que temos em relação ao desempenho da tecnologia moderna.

Com uma produção limitada, as baterias de estado sólido que conseguem ser produzidas são de quatro a oito vezes mais caras do que as de íon de lítio com capacidade similar.

O que esperar quanto à produção em larga escala? No entanto, essas dificuldades são provavelmente superadas com o tempo. E um ponto crucial é que as baterias de íon de lítio se destacam em vários aspectos — segurança, velocidade de recarga e longevidade — o que significa que não há uma pressão real, por parte de fabricantes ou consumidores, para se migrar para a nova tecnologia. Profissionais da área afirmam que a produção em larga escala de baterias de estado sólido deve ocorrer no início da década de 2030. Só então é que provavelmente veremos baterias de íon de lítio sendo gradualmente substituídas pela nova tecnologia.

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