As empresas americanas Group14 Technologies (apoiada pela Porsche) e Sionic Energy anunciaram um grande avanço em ânodos de silício para baterias de íon-lítio. Elas desenvolveram um ânodo 100% de silício-carbono que elimina completamente o grafite, um material tradicionalmente produzido principalmente na China. A tecnologia já foi testada e está pronta para uso comercial. Não são necessárias novas linhas de montagem de baterias — as existentes são utilizadas.
Fonte da imagem: Group14 Technologies
Os ânodos armazenam carga (elétrons) e determinam a capacidade, a taxa de carregamento e o peso da bateria (o ânodo representa a maior parte do peso da bateria). A Group14 Technologies tem vasta experiência no desenvolvimento de materiais para ânodos e já os fornece para a produção de protótipos de baterias, incluindo ânodos com alto teor de silício.
O silício tem sido um problema: o eletrodo inchava durante o funcionamento da bateria, levando à degradação da capacidade. O novo material para ânodo da Sionic e o eletrólito correspondente corrigiram essas deficiências, conforme confirmado por experimentos. Especificamente, células com capacidades de 4, 10 e 20 Ah foram testadas sob temperaturas de operação de até 45 °C e 60 °C — em outras palavras, condições bastante perigosas para células de lítio.
Os protótipos de baterias demonstraram uma densidade de energia de até 400 Wh/kg (contra os típicos 200–300 Wh/kg), suportaram 1.200 ciclos de carga e foram recarregados em menos de 10 minutos. Elas conseguiram armazenar 55% mais energia com o mesmo peso das baterias de lítio convencionais. Além disso, não requerem grafite para o ânodo — apenas silício e carbono —, eliminando a China da cadeia de suprimentos crucial para a produção de baterias nos EUA.
O aumento da capacidade pode ser facilmente convertido em maior autonomia para veículos elétricos, o que a empresa espera que atraia o interesse dos fabricantes de veículos elétricos. A previsão é de que baterias com o novo ânodo apareçam em veículos elétricos já em 2026, e que os fabricantes de sistemas de armazenamento de energia adotem a tecnologia em 2027.
No entanto, a tecnologia já está sendo usada em projetos especiais: no hipercarro McMurtry Spéirling, com uma bateria de 100 kWh e, provavelmente, em outros veículos.aparecerão no Mercedes-Benz EQG (mas de um desenvolvedor de baterias diferente, usando a tecnologia da Sila). Assim, mesmo antes do advento das tão aclamadas baterias de estado sólido, os ânodos de silício podem ser o próximo grande passo na evolução das baterias de veículos elétricos.