A estrutura básica das baterias de íons de sódio (Na-ion) se assemelha muito à das baterias de íon de lítio (Li-ion), consistindo em eletrodos positivos e negativos, um eletrólito e um separador. As eficiências de ida e volta são semelhantes às do Li-ion em percentuais acima de 90, mas o tamanho maior das partículas do sódio faz com que as baterias de Na-ion sejam mais volumosas e pesadas.
O sistema de armazenamento de energia por bateria (BESS) de uma hora da Hithium foi o mais recente anúncio de produto com uma célula de Na-ion de 162 Ah, que, segundo a empresa, tem uma vida útil de 20.000 ciclos. O produto foi lançado no ano passado na exposição RE+ nos Estados Unidos e está posicionado para lidar com picos repentinos de carga nos data centers, ao mesmo tempo em que oferece uma vida útil mais longa.
Mesmo que essa afirmação se prove verdadeira, permanece uma preocupação crítica: o Hithium não divulgou os dados necessários para avaliar a densidade de potência, e o Na-ion tem inerentemente densidade de potência menor que o íon de lítio – uma desvantagem importante para a aplicação pretendida de garantir a qualidade da potência, embora não seja um impedimento absoluto.
No início de 2025, a CATL lançou sua célula Na-ion Naxtra voltada para o mercado de veículos elétricos (EV), com densidade de energia gravimétrica de 175 Wh/kg – muito próxima da média do fosfato de lítio de ferro (LFP) – e uma taxa de carga de 5°C. Já a HiNa lançou um produto semelhante com densidade energética de 165 Wh/kg. No entanto, as baterias LFP mais avançadas alcançam até 205 Wh/kg e carregam a 12 °C. Isso significa que, mesmo com seus novos parâmetros, o Na-ion precisará ser relativamente mais barato que o LFP médio e substancialmente mais barato que o LFP de ponta para sair do status de nicho.
Desafios à frente
Isso ainda está longe de acontecer. A falta de escala prejudica significativamente o custo de fabricação do Na-ion, que se estima estar pelo menos 30% acima do íon de lítio no momento, apesar do potencial de custar menos no futuro devido ao uso de matérias-primas mais baratas. O carbonato de sódio usado em baterias de na-ion é muito mais barato do que o carbonato de lítio. O primeiro custa centenas de dólares por tonelada métrica, enquanto o segundo custa milhares. Outros materiais empregados, como alumínio para coletores de corrente em vez de cobre, também são mais acessíveis. Mesmo assim, alcançar competitividade em custos exigirá grandes investimentos e expansão da produção, o que não é sustentado pela demanda existente.
No contexto do BESS, a desvantagem atual de custo do Na-ion é acompanhada por outras desvantagens inerentes – neste caso, relacionadas à densidade volumétrica de energia. Usando dois produtos existentes como exemplo, o sistema MC Cube movido a íons de lítio da BYD tem uma capacidade de 6,4 MWh em tamanho equivalente a 20 pés, enquanto o mesmo sistema do mesmo fornecedor com células de íons de sódio atinge apenas 2,3 MWh. Essa disparidade destaca os imensos desafios enfrentados pelas baterias de íons de Na, que são pouco competitivas em termos de custo e densidade energética. E isso se reflete na demanda. Mesmo na China, onde a maioria dos desenvolvimentos de Na-ion para BESS está ocorrendo, a demanda pelos produtos ainda é praticamente inexistente. O serviço de Tecnologia de Energia Limpa da S&P Global Commodity Insights registrou apenas 148 MWh de instalações concluídas de BESS de Na-ion.
Mas nem tudo é uma má notícia para a tecnologia Na-ion. Uma de suas maiores vantagens é seu perfil de segurança. As baterias de Na-ion são menos propensas a descontrole térmico, um risco associado às baterias de íon-lítio que pode causar incêndios e explosões. Inovações recentes levaram ao desenvolvimento de células de íon de Na capazes de suportar condições extremas sem comprometer a segurança. Por exemplo, a célula Naxtra da CATL demonstrou desempenho impressionante em testes de estresse, demonstrando sua capacidade de suportar condições rigorosas sem liberação de gás. O Na-ion também é inerentemente mais tolerante a temperaturas extremas do que o íon de lítio, o que pode ser uma vantagem importante em certas regiões.
Além do componente de segurança física, o Na-ion representa um elemento estratégico de “segurança na cadeia de suprimentos”. A China domina toda a cadeia de suprimentos de baterias de íon de lítio, exceto matérias-primas, onde ainda depende fortemente de importações de países ricos em lítio, como Austrália, Chile e Argentina. Ao contrário do lítio, o sódio pode ser produzido sinteticamente em qualquer lugar, eliminando riscos associados à concentração da cadeia de suprimentos e à volatilidade dos preços. Dominar a tecnologia de íons de Ná-ion pode ser estratégico para fabricantes de células que desejam se proteger de impactos futuros na cadeia de valor do íon de lítio.
Competição acirrada
Apesar dos potenciais benefícios das baterias de íons de Na, elas enfrentam uma enorme concorrência da tecnologia de íons de lítio, que continua evoluindo rapidamente. Os mesmos fabricantes que vêm avançando no campo de íons de Na, como BYD, CATL e Hithium, também fizeram avanços substanciais na tecnologia de íons de lítio, ofuscando os desenvolvimentos de Na-ion com produtos cada vez mais baratos e inovadores. Os investimentos em pesquisa e desenvolvimento de baterias de íon de lítio superam significativamente os do íon de sódio, tornando desafiador para o Na-ion reduzir a desvantagem tecnológica do íon de lítio.
Embora a tecnologia de íons de Na-ion possa encontrar um nicho em aplicações específicas, possivelmente como baterias iniciais para veículos de passeio e comerciais, ou em casos de armazenamento de energia onde segurança e/ou tolerância à temperatura são prioridades máximas, é essencial moderar as expectativas quanto ao seu impacto no mercado geral de baterias. Baterias de Na-ion dificilmente irão romper o domínio estabelecido da tecnologia de íons de lítio, que continua a melhorar em termos de desempenho e custo em um ritmo muito mais rápido do que o de Na-ion ou qualquer outra tecnologia alternativa de armazenamento.
O futuro da tecnologia de íons de sódio depende de superar vários desafios críticos. Alcançar competitividade em custos e melhorar a densidade energética são ações fundamentais para que as baterias de íons de sódio façam a transição de um status de nicho para um papel mais proeminente no cenário de armazenamento de energia. A continuidade da pesquisa e desenvolvimento – e, acima de tudo, a ampliação da produção para alcançar economias de escala – será essencial para realizar todo o potencial da tecnologia de íons de Na.
Sobre o autor:
Henrique Ribeiro é analista principal na equipe de baterias e armazenamento de energia da S&P Global Commodity Insights, com foco na América Latina e na Península Ibérica. Ribeiro passou 11 anos na equipe de precificação de metais, ajudando a estabelecer referências para metais globais de baterias e para preços de aço e alumínio no Brasil, Chile e México. Ele já falou em várias conferências sobre tendências do mercado de metais para baterias e foi apresentador do Platts Future Energy Podcast.
Da edição impressa da pv magazine 11/2025
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