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O lítio oferece outros tipos de problemas. Com o pace, e especialmente quando a bateria é forçada a carregar rapidamente, os íons de lítio podem formar dendritos – gavinhas de steel que serpenteiam entre os eletrodos e eventualmente causam curto-circuito na bateria. Parece assustador – e em uma bateria de íon de lítio antiga pode ser uma receita para um incêndio. Mas em testes de laboratório de baterias de estado sólido, não se mostrou perigoso porque o eletrólito sólido não é inflamável. Principalmente, é apenas inconveniente, porque afeta quantas vezes a bateria pode ser carregada.
Alguns anos atrás, a Forged Energy deixou de lado o lítio em choose de um ânodo que é feito principalmente de silício. Foi um movimento prático, diz Campbell. Não há mais folha confusa, não há mais curtos-circuitos. Felizmente para a Forged Energy, o sulfeto que eles escolheram também começa em forma de pó. Para os fabricantes de baterias, é algo acquainted.
Essas escolhas têm trade-offs. Trocar o ânodo de lítio por silício significa adicionar mais peso à bateria, limitando a quantidade de energia que ela pode armazenar. O design ainda está pronto para ser uma grande melhoria em relação ao íon-lítio. Mas, bem… poderia ser melhor. Campbell diz que a empresa ainda está trabalhando em um projeto de lítio, embora fique um ano ou dois atrás da versão de silício. Enquanto isso, a fabricação de steel de lítio pode recuperar o atraso.
Esse tipo de abordagem incremental é provavelmente uma ideia inteligente, diz Shirley Meng, cientista de baterias da Universidade de Chicago. Os grandes fabricantes de baterias conseguiram imensamente melhor no fazer baterias de íon de lítio nos últimos 30 anos, ela aponta, projetando fábricas enormes e melhor automação que reduziu os custos. “Não queremos reinventar todas as máquinas”, diz ela. “Queremos cair no estado sólido e fazer apenas pequenos ajustes. Essa é a situação mais preferrred.”
Mas corre-se o risco de ser ultrapassado. O arquirrival do Forged State, QuantumScape, united states um tipo diferente de cerâmica proprietária e um design à base de lítio que requer um conjunto distinto de processos de fabricação. A empresa sugeriu ela planeja construir suas próprias fábricas, em vez de tentar reequipar ou replicar as já existentes. A empresa, que atualmente está construindo uma linha de produção pré-piloto na Califórnia, disse a investidores em uma teleconferência de resultados no mês passado que espera entregar baterias às montadoras para testes de estrada no próximo ano.
Ambas as empresas – e uma série de concorrentes – ainda estão provavelmente a anos de colocar suas baterias em veículos que estão à venda. À medida que o tamanho das baterias aumenta – medido em camadas – pequenas imperfeições se compõem, o que representa um problema específico para a ampliação. Um fabricante de baterias de íons de lítio que seja realmente bom no que faz pode descobrir que apenas 80 a 90 por cento de suas células são realmente utilizáveis. Eles estão constantemente lutando para aumentar esse número. Para baterias de estado sólido, espere que esse número comece bem mais baixo. “Este é provavelmente o maior desafio com o qual todos estarão lidando”, diz Srinivasan.
Para Forged Energy, as células atuais do tamanho de EV não funcionam tão bem quanto deveriam em temperaturas frias, e a vida útil da bateria diminui muito rapidamente quando as células são carregadas repetidamente. Mas Campbell diz que resolver os problemas em versões menores da bateria lhe dá otimismo. “Isso nos dá a confiança de que a química está certa”, diz ele. “Este não é um problema de química. Isso é um problema de engenharia.”
Atualizado em 6 de junho de 2022 às 18h20 ET para esclarecer o cronograma dos planos da QuantumScape para testes automotivos.
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