Toyota inicia produção piloto de baterias de estado sólido com meta de alcance EV de 900 milhas

A Toyota Motor Corporation iniciou a produção piloto de baterias de estado sólido em seu Centro Técnico Higashifuji, na província de Shizuoka, no Japão. As baterias, que substituem o electrólito líquido encontrado nas células convencionais de iões de lítio por um material cerâmico sólido, são o culminar de mais de uma década de investigação e de mais de 15 mil milhões de dólares em investimento em desenvolvimento. A Toyota afirma que a tecnologia permitirá veículos elétricos com autonomia superior a 1.400 quilômetros com uma única carga e tempos de carregamento rápido de menos de 10 minutos.

Por que o estado sólido muda tudo

As baterias de íons de lítio com eletrólitos líquidos impulsionaram a revolução dos veículos elétricos, mas estão se aproximando do teto teórico de densidade de energia. As melhores células de produção hoje armazenam cerca de 300 watts-hora por quilograma. As baterias de estado sólido prometem densidades de energia de 500 a 700 Wh/kg, o que significa que podem armazenar aproximadamente o dobro da energia com o mesmo peso.

As vantagens vão além do alcance. Os eletrólitos sólidos não são inflamáveis, eliminando em grande parte o risco de fuga térmica que tem causado incêndios graves em baterias de veículos elétricos e de produtos eletrónicos de consumo. Eles também se degradam mais lentamente, com a Toyota alegando que suas células de estado sólido retêm 90% de sua capacidade após 1.000 ciclos de carga, em comparação com cerca de 80% das células convencionais de íons de lítio.

O carregamento rápido é talvez a melhoria mais transformadora. As células de estado sólido podem aceitar taxas de carga mais altas sem o revestimento de lítio que danifica as células de eletrólito líquido. As células piloto da Toyota demonstraram carregamento de 10 a 80 por cento em menos de 10 minutos à temperatura ambiente, o que tornaria o carregamento do VE quase tão rápido quanto encher um tanque de gasolina.

O desafio da fabricação

Se as baterias de estado sólido são tão superiores, por que ainda não estão em veículos de produção? A resposta é fabricação. A produção de camadas eletrolíticas sólidas que sejam finas, uniformes e livres de defeitos microscópicos em escala industrial tem sido um dos problemas mais difíceis da ciência dos materiais.

A inovação da Toyota envolve um eletrólito sólido à base de sulfeto que a empresa desenvolveu em parceria com a Idemitsu Kosan, uma empresa petroquímica japonesa. As duas empresas anunciaram uma joint venture em 2023 para resolver o problema da produção em massa, e a linha piloto em Shizuoka representa o primeiro resultado tangível.

A atual linha piloto produz aproximadamente 100 células por dia, uma pequena fração dos milhões de células necessárias para a produção de veículos. A Toyota planeja escalar para produção em massa total em uma nova fábrica dedicada até 2028, com a meta inicial de fornecer baterias para 10.000 veículos por ano.

"Passamos 12 anos resolvendo a ciência", disse Keiji Kaita, presidente da divisão BEV Factory da Toyota. "Os próximos dois anos serão para resolver a engenharia - passar de células de laboratório para produção automotiva a um custo competitivo com o de íons de lítio."

Preocupações com custos

O custo é o principal obstáculo à viabilidade comercial. Estima-se que as atuais células de estado sólido custem de três a cinco vezes mais por quilowatt-hora do que as baterias convencionais de íons de lítio. A Toyota estabeleceu uma meta de alcançar a paridade de custos até 2030, contando com a escala de produção, a otimização de processos e a eliminação de sistemas de refrigeração caros que as baterias de estado sólido não exigem.

Os analistas estão cautelosamente otimistas. A Bloomberg New Energy Finance estima que as baterias de estado sólido poderão atingir os 80 dólares por kWh até 2032, correspondendo aproximadamente ao custo projetado das células avançadas de iões de lítio. Nessa faixa de preço, as vantagens de autonomia e carregamento tornariam o estado sólido a escolha clara para veículos premium e, eventualmente, para modelos do mercado de massa.

A Competição

A Toyota detém o maior número de patentes de baterias de estado sólido de qualquer empresa no mundo – mais de 1.300 em 2025 – mas não é a única concorrente. A Samsung SDI anunciou planos para iniciar a produção piloto de estado sólido em 2027 para uso em veículos de luxo da BMW. A QuantumScape, uma startup dos EUA apoiada pela Volkswagen, demonstrou protótipos de células funcionais, mas atrasou repetidamente o cronograma de produção.

A gigante chinesa de baterias CATL, que domina o mercado global de íons de lítio, tem sido mais comedida em suas ambições de estado sólido. O cientista-chefe da CATL descreveu recentemente a tecnologia como "promissora, mas exagerada", argumentando que as baterias semissólidas - uma abordagem híbrida que usa um eletrólito semelhante a gel - oferecem a maioria dos benefícios com menor risco de fabricação.

A decisão da Toyota de iniciar a produção piloto é significativa precisamente por causa da reputação de conservadorismo da empresa. A Toyota foi notoriamente lenta em adotar veículos elétricos a bateria, apostando fortemente em células de combustível de hidrogênio e híbridos. O seu compromisso com baterias de estado sólido sugere uma confiança genuína de que a tecnologia está pronta para a transição do laboratório para a fábrica.

O que vem a seguir

O primeiro veículo a usar baterias de estado sólido da Toyota será um sedã de luxo Lexus de próxima geração, esperado para 2028. A empresa disse que a tecnologia acabará chegando aos seus modelos de mercado de massa, embora não tenha sido fornecido um cronograma para essa transição.

Por enquanto, a linha piloto em Shizuoka está produzindo células para testes, validação e refinamento de processos. Cada célula que sai da linha deixa a indústria automotiva um passo mais perto do avanço da bateria que ela tanto esperava.