As baterias de íons de sódio estão surgindo como uma alternativa revolucionária às baterias de íons de lítio atuais. Imagine abastecer seu carro ou casa com o mesmo sódio encontrado no sal de cozinha – essa é a promessa dessa nova tecnologia. Com os preços do lítio disparando nos últimos anos e preocupações com a cadeia de suprimentos aumentando, o interesse por baterias à base de sódio cresceu. Essas baterias oferecem a perspectiva tentadora de custos mais baixos, maior segurança e uso de materiais abundantes, levando muitos a perguntar: As baterias de íons de sódio podem revolucionar o armazenamento de energia e os veículos elétricos?
Neste relatório abrangente, explicaremos o que são as baterias de íons de sódio e como funcionam, compararemos suas vantagens e desvantagens em relação às células de íons de lítio, exploraremos aplicações atuais (de carros elétricos ao armazenamento em rede) e destacaremos os desenvolvimentos mais recentes até agosto de 2025. Também apresentaremos as principais empresas e pesquisadores que impulsionam a inovação em íons de sódio e examinaremos os desafios para a ampliação dessa tecnologia promissora.
O que são baterias de íons de sódio?
As baterias de íons de sódio são baterias recarregáveis que usam íons de sódio (Na⁺) para armazenar e liberar energia, assim como as baterias de íons de lítio usam íons de lítio. Na verdade, um especialista líder afirma que “a tecnologia de íons de sódio é realmente um clone da tecnologia de íons de lítio” physics.aps.org. Estruturalmente, elas funcionam da mesma maneira: a bateria possui dois eletrodos (um cátodo e um ânodo) com um eletrólito líquido entre eles. Quando a bateria carrega e descarrega, os íons de sódio se deslocam entre os eletrodos através do eletrólito, enquanto os elétrons fluem por um circuito externo para fornecer energia physics.aps.org.
- Cátodo (eletrodo positivo): Normalmente feito de um composto contendo sódio. Pesquisadores desenvolveram vários tipos de materiais de cátodo, incluindo óxidos metálicos em camadas à base de sódio, compostos polianiônicos (como fosfato de vanádio de sódio) e análogos de azul da Prússia physics.aps.org. Estes são análogos aos compostos de cobalto de lítio ou ferro de lítio usados em baterias de íons de lítio, mas formulados para acomodar íons de sódio.
- Ânodo (eletrodo negativo): Frequentemente feito de “carbono duro”, uma forma de carbono que pode absorver íons de sódio. (Ânodos de grafite puro usados em íons de lítio não funcionam bem para sódio, então o carbono duro – um carbono desordenado – é usado em seu lugar physics.aps.org.) O ânodo absorve os íons de sódio quando a bateria carrega e os libera durante a descarga.
- Eletrólito: Uma solução líquida com um sal de sódio (como hexafluorofosfato de sódio) em solventes orgânicos, semelhante em função aos eletrólitos de íon-lítio physics.aps.org. O eletrólito transporta íons de sódio entre o ânodo e o cátodo, mas bloqueia os elétrons, forçando-os a passar pelo circuito para realizar trabalho útil.
Como funciona: Durante o carregamento, uma fonte de energia externa empurra elétrons para o ânodo e os puxa do cátodo. Para equilibrar a carga, íons de sódio do cátodo migram através do eletrólito e se inserem no ânodo de carbono. Durante a descarga, o processo se inverte: os íons de sódio deixam o ânodo e retornam ao cátodo, enquanto os elétrons fluem pelo circuito para alimentar um dispositivo physics.aps.org. Esse movimento de vai-e-vem dos íons de sódio é essencialmente o mesmo princípio que tornou as baterias de íon-lítio tão bem-sucedidas, apenas usando sódio como portador de carga.
Vantagens das Baterias de Íon-Sódio
Por que todo esse burburinho sobre o sódio? As baterias de íon-sódio trazem várias potenciais vantagens em relação à tecnologia tradicional de íon-lítio:
- Materiais abundantes e de baixo custo: O sódio é um dos elementos mais comuns na Terra – pode até ser extraído da água do mar. Em contraste, o lítio é relativamente escasso e concentrado geograficamente. Especialistas observam que o sódio é 1000 vezes mais abundante que o lítio na crosta terrestre physics.aps.org. Essa abundância se traduz em custos mais baixos de matéria-prima; o carbonato de sódio custa apenas US$ 0,05 por quilograma, contra cerca de US$ 15 por quilograma para o carbonato de lítio sodiumbatteryhub.com. Em teoria, isso pode tornar as células de íon-sódio muito mais baratas de produzir quando a tecnologia amadurecer. Além disso, os cátodos de íon-sódio geralmente usam metais baratos como ferro e manganês em vez de cobalto ou níquel caros. “As baterias de íon-sódio evitam o uso de materiais raros e ambientalmente problemáticos como cobalto e níquel,” reduzindo a dependência de minerais críticos sodiumbatteryhub.com.
- Segurança Aprimorada (Menor Risco de Incêndio): A química de íon-sódio pode reduzir o risco de incêndios e fuga térmica que às vezes afetam as baterias de lítio. Especialistas do setor observam que as baterias de íon-sódio são mais estáveis em altas temperaturas e tiveram melhor desempenho em testes de perfuração com pregos e esmagamento energy-storage.news. As células são menos propensas à formação de dendritos e superaquecimento que podem causar incêndios em baterias de lítio. Em veículos elétricos, o potencial de redução do risco de incêndio é um grande diferencial reuters.com. Um fabricante chinês de baterias chegou a relatar que seus pacotes de íon-sódio lidaram com testes de abuso (como perfuração) de forma mais segura do que os pacotes convencionais de lítio energy-storage.news.
- Carregamento Rápido & Alta Potência: Apesar de usar um íon mais pesado, as células de íon-sódio podem oferecer excelente potência e velocidades de carregamento. Os íons de sódio têm uma nuvem de carga elétrica mais “difusa” do que o lítio, o que surpreendentemente permite que eles atravessem os materiais da bateria mais rapidamente physics.aps.org. Isso significa que as baterias de íon-sódio podem fornecer alta corrente (para aceleração ou grande demanda de energia) e recarregar rapidamente. Jean-Marie Tarascon, um pioneiro em pesquisa de baterias, explica que o íon de sódio maior pode se mover rapidamente devido à sua distribuição de carga, potencialmente possibilitando maior potência e carregamento mais rápido do que o íon-lítio physics.aps.org. De fato, uma bateria de íon-sódio desenvolvida na França para ferramentas elétricas pode carregar em menos de 5 minutos e suportar milhares de ciclos physics.aps.org, demonstrando a capacidade de alta potência. Esse carregamento rápido pode ser uma grande vantagem para veículos elétricos e dispositivos.
- Desempenho Superior em Baixas Temperaturas: Usuários em climas frios sabem que baterias de lítio perdem desempenho em temperaturas congelantes. A química de íon-sódio também leva vantagem aqui. Protótipos demonstraram a capacidade de operar em frio extremo (até -20°C ou mesmo -40°C) com menor perda de capacidade sodiumbatteryhub.com. Essa resiliência a baixas temperaturas pode tornar as baterias de sódio ideais para aplicações externas e uso no inverno, onde as baterias de lítio sofrem.
- Potencial de Longa Vida Útil: Dados iniciais indicam que as baterias de íon-sódio podem ser muito duráveis. Alguns projetos, especialmente aqueles que utilizam materiais de eletrodo de azul da Prússia, alcançaram vida útil de ciclo impressionante – milhares ou até dezenas de milhares de ciclos de carga/descarga enquanto ainda retêm a maior parte de sua capacidade sodiumbatteryhub.com. Por exemplo, uma química comercial de célula de íon-sódio oferece mais de 7.000 ciclos (vida útil de 20 anos) com retenção de 80% da capacidade sodiumbatteryhub.com, muito além da vida útil típica de uma bateria de íon-lítio em ciclos profundos. Essa longevidade é altamente atraente para armazenamento de energia estacionário e outros usos onde a bateria é ciclada diariamente.
- Sustentabilidade Ambiental: Além das vantagens de obtenção, as baterias de íon-sódio podem ser mais ecológicas para produzir e descartar. Elas usam materiais não tóxicos (sem cobalto, sem sais de lítio) e potencialmente simplificam a reciclagem, já que os sais de sódio são mais fáceis de manusear. Embora a produção atual de baterias de sódio ainda não esteja totalmente otimizada, especialistas estão convencidos de que, com escala, o íon-sódio terá um desempenho ambiental geral ainda melhor do que os sistemas de lítio physics.aps.org. Menor impacto de recursos e a eliminação de mineração eticamente problemática (como o cobalto em zonas de conflito) dão ao sódio uma vantagem ética.
Em resumo, a tecnologia de íon-sódio promete uma bateria mais barata, segura e sustentável. Como diz o Professor Tarascon, muitos veem essa “tecnologia verde” como tendo “um lugar no futuro” do armazenamento de energia physics.aps.org.
Desvantagens e Desafios do Íon-Sódio (vs. Íon-Lítio)
Se as baterias de íon-sódio são tão boas, por que ainda não estão em toda parte? A verdade é que a tecnologia de íon-sódio ainda enfrenta limitações importantes e está correndo atrás do íon-lítio em várias áreas:
- Menor Densidade de Energia: A maior desvantagem é que as células de íon-sódio simplesmente não conseguem armazenar tanta energia por peso ou volume quanto as células de íon-lítio – pelo menos ainda não. Quimicamente, o sódio possui uma voltagem menor e massa atômica maior do que o lítio, o que se traduz em baterias com cerca de 20–30% menos densidade de energia em média physics.aps.org. Em termos práticos, uma bateria de íon-sódio de determinado tamanho fornecerá menos quilômetros de autonomia ou horas de uso de dispositivo do que uma bateria de lítio de tamanho semelhante. Tarascon observa francamente que, em termos de autonomia, “o sódio não pode superar o lítio” physics.aps.org. Esse menor conteúdo energético significa que baterias mais pesadas ou volumosas são necessárias para alcançar a mesma autonomia ou tempo de uso, um fator crítico para veículos elétricos (VEs), onde peso e espaço são limitados.
- Peso Maior: Como os átomos de sódio são três vezes mais pesados que os de lítio e é necessário mais material para compensar a menor energia, os pacotes de íon-sódio pesarão mais para a mesma capacidade. Isso reduz a eficiência do veículo e é um desafio importante para VEs de alto desempenho. Embora não seja um problema para armazenamento estacionário, em carros cada quilo extra faz diferença.
- Tecnologia Incipiente & Escalonamento: As baterias de íon-lítio se beneficiaram de mais de 30 anos de desenvolvimento e enormes economias de escala. O íon-sódio é relativamente novo na comercialização – só nos últimos anos as empresas começaram a produção piloto. Em 2025, as células de íon-sódio são produzidas principalmente em pequenos lotes ou linhas de demonstração, então os custos ainda não são menores que os do íon-lítio. Uma análise de Stanford constatou que apesar dos ingredientes mais baratos, as baterias de sódio atuais ainda podem custar mais por unidade de energia do que as de lítio devido à sua menor densidade de energia e fabricação imatura news.stanford.edu. Alcançar a paridade de custos exigirá avanços tecnológicos contínuos e aumento da produção (para reduzir o custo unitário). Em resumo, as economias de escala ainda não existem.
- Aplicações Iniciais Limitadas: Por causa dos fatores acima, o íon-sódio ainda não é um substituto direto para todos os usos do íon-lítio. As baterias de sódio de primeira geração foram direcionadas a nichos ou aplicações de baixo custo (como patinetes elétricos, VEs de entrada ou armazenamento em rede) em vez de carros elétricos premium ou smartphones. Levará tempo e P&D para melhorar a densidade de energia para que o íon-sódio possa competir em eletrônicos de ponta ou veículos de longa autonomia. A adoção pela indústria pode ser lenta até que o desempenho melhore ainda mais ou os preços do lítio voltem a disparar.
- Desafios na Cadeia de Suprimentos e Materiais: Embora o sódio em si seja abundante, as baterias de íon-sódio ainda exigem outros materiais (ânodos de carbono, eletrólitos especiais, minerais para o cátodo). Alguns cátodos de sódio de ponta usam elementos raros ou caros como vanádio ou níquel, o que pode complicar a narrativa de “barato e abundante” news.stanford.edu. Por exemplo, um cátodo de alto desempenho é o fosfato de vanádio e sódio – eficaz, mas dependente do vanádio. Pesquisadores estão trabalhando para eliminar elementos caros e depender apenas de verdadeiramente abundantes (ferro, manganês, etc.) news.stanford.edu. Além disso, novas cadeias de suprimentos precisam ser desenvolvidas para itens como carbono duro de grau para bateria e outros componentes específicos do sódio, já que a cadeia de suprimentos de baterias de lítio não pode ser diretamente reutilizada para o sódio em todos os casos. Escalar essas cadeias de suprimentos exigirá investimento e tempo, embora felizmente grande parte dos equipamentos de produção de íon-lítio existentes possa ser adaptada para células de íon-sódio energy-storage.news.
- Maior Pegada de Carbono Inicial: Paradoxalmente, as baterias de íon-sódio de hoje podem ter uma pegada de carbono de fabricação ligeiramente maior por kWh do que as de íon-lítio. Isso ocorre porque construir uma bateria de sódio com menor densidade de energia significa usar mais material para armazenar a mesma energia, o que atualmente resulta em maiores emissões durante a produção physics.aps.org. Uma análise do ciclo de vida mostrou que as células de íon-sódio liberam mais gases de efeito estufa na produção do que uma bateria de íon-lítio equivalente, principalmente devido à maior massa de materiais necessária physics.aps.org. No entanto, espera-se que isso melhore à medida que os projetos se tornem mais eficientes. Um analista observou que isso é apenas um “retrato atual” e que, com otimização, as baterias de sódio podem alcançar melhor sustentabilidade geral do que os sistemas de lítio physics.aps.org.
Apesar desses desafios, pesquisadores e líderes da indústria permanecem otimistas de que muitas das lacunas podem ser fechadas. Shirley Meng, professora da Universidade de Chicago que trabalha com baterias há 20 anos, espera um progresso rápido agora que produtos de íon-sódio estão chegando ao mercado. “Não tenho dúvidas de que as melhores baterias de íon-sódio funcionarão tão bem quanto as de íon-lítio em menos de 10 anos,” diz Meng physics.aps.org. O consenso é que o íon-sódio não substituirá completamente o íon-lítio, mas não precisa – mesmo que conquiste nichos específicos e metade do mercado, já seria um enorme sucesso. Na verdade, o fundador da CATL, Robin Zeng, sugeriu que as baterias de íon-sódio poderiam capturar até 50% da participação de mercado das baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) de menor custo no futuro reuters.com. A corrida agora é para aprimorar a tecnologia e ampliar a fabricação para concretizar a promessa do íon-sódio.
Aplicações e Casos de Uso Atuais
As baterias de íon-sódio avançaram rapidamente de protótipos de laboratório para aplicações no mundo real. Embora ainda estejam surgindo, elas já estão sendo testadas em vários setores importantes:
Veículos Elétricos (VEs)
Carros elétricos e outros veículos são um alvo natural para as baterias de íon-sódio, graças às suas vantagens de custo e segurança. Os primeiros VEs com íon-sódio já foram lançados na China. Em 2023, a montadora chinesa JAC, em parceria com a empresa de baterias HiNa, revelou um compacto elétrico chamado Hua Xianzi, movido por um pacote de baterias de íon-sódio sodiumbatteryhub.com. Este carro de cinco lugares pode rodar mais de 155 milhas (250 km) com uma carga, provando que a tecnologia de íon-sódio pode impulsionar um veículo prático sodiumbatteryhub.com. Embora sua autonomia seja modesta para os padrões atuais de VEs, destaca o potencial das baterias de sódio para carros urbanos de baixo custo. A HiNa tem focado nessas aplicações há anos (incluindo ônibus elétricos e veículos de baixa velocidade) e até construiu a primeira linha de produção dedicada a materiais para baterias de íon-sódio do mundo sodiumbatteryhub.com.
Outros fabricantes de automóveis estão seguindo o exemplo. Chery Automobile (outro fabricante chinês de carros) anunciou planos de usar baterias de íon-sódio da CATL em um modelo futuro physics.aps.org. E a BYD, uma das maiores fabricantes de baterias para veículos elétricos do mundo, está investindo em íon-sódio para carros urbanos menores e veículos de duas rodas. A BYD espera que os pacotes de íon-sódio possam ser 15–30% mais baratos do que os pacotes de LFP de íon-lítio até 2025, tornando-os ideais para veículos elétricos econômicos energy-storage.news. A menor densidade de energia significa que essas baterias estão sendo inicialmente direcionadas para veículos menores ou modelos de menor alcance, onde uma bateria grande não é necessária physics.aps.org. Como observou um porta-voz da CATL, o primeiro mercado-alvo para íon-sódio em veículos elétricos provavelmente será “carros menores e veículos de duas rodas”, onde as exigências de alcance são menores physics.aps.org.
Importante ressaltar que os benefícios de segurança e custo do íon-sódio o tornam atraente para eletrificar veículos que priorizam preço e durabilidade em vez de alcance máximo. Por exemplo, há interesse em usar baterias de sódio em frotas de veículos elétricos, ônibus ou vans de entrega de baixa velocidade que não exigem grande alcance, mas se beneficiariam de custos mais baixos e longa vida útil. Até mesmo veículos elétricos de duas rodas e riquixás em países em desenvolvimento poderiam adotar o íon-sódio, já que esses mercados são extremamente sensíveis ao preço e as necessidades de alcance são modestas. Relatórios sugerem até que a Tesla pode estar considerando baterias de íon-sódio para seu futuro veículo elétrico econômico de US$ 25.000, para atingir metas agressivas de custo sodiumbatteryhub.com. (A Tesla não confirmou isso, mas o fato de tal especulação existir mostra o nível de interesse da indústria na tecnologia de sódio.)
Armazenamento de Energia em Redes
A maior fazenda de baterias de íon-sódio do mundo – um sistema de armazenamento de energia de 100 MWh (megawatt-hora) em Hubei, China – entrou em operação em meados de 2024 como parte dos esforços para diversificar o armazenamento de energia da rede além do lítio energy-storage.news. Cada contêiner abriga racks de baterias de íon-sódio para armazenar energia renovável e fornecer energia de backup.
Os primeiros resultados são animadores: o sistema de sódio em Hubei apresentou alta eficiência de ciclo e resiliência em temperaturas extremas, segundo os engenheiros de operação energy-storage.news. Suas células também passaram nos testes de segurança sem incidentes (um fator fundamental para baterias de rede que podem estar localizadas próximas a comunidades) energy-storage.news. A estratégia da China aqui é estratégica: embora o país domine hoje a produção de baterias de lítio, possui apenas cerca de 6% dos recursos mundiais de lítio energy-storage.news. Em contraste, possui abundantes matérias-primas para baterias de sódio (como sódio, ferro, etc.). Ao investir em íon-sódio, a China se protege contra possíveis escassez de lítio ou restrições geopolíticas, garantindo que a expansão do armazenamento de energia não seja limitada pelo fornecimento de lítio energy-storage.news. O gerente geral da HiNa, Li Shujun, prevê ousadamente que até 2030 uma “indústria de baterias de íon-sódio de terawatt-hora” terá se formado energy-storage.news – em outras palavras, as baterias de sódio podem atingir níveis de produção anual de terawatt-hora, apoiando implantações massivas em redes elétricas.
Além da China, as baterias de íon-sódio estão começando a encontrar seu caminho em outros produtos de armazenamento estacionário. Nos EUA, a Natron Energy comercializou baterias de íon-sódio (usando uma química de eletrodo de azul da Prússia) para backup de energia em data centers e usos industriais. As baterias da Natron, embora tenham menor densidade de energia, se destacam em recarga rápida e longa vida útil – elas podem ser totalmente recarregadas em 15 minutos e ciclar dezenas de milhares de vezes fossforce.com, businesswire.com. Isso as torna ideais para sistemas de energia crítica que precisam de resposta instantânea e ciclagem frequente (como suavizar a produção de energia renovável ou fornecer backup para fazendas de servidores). De fato, em 2022 a Natron abriu a primeira fábrica de produção em massa de baterias de íon-sódio da América do Norte em Michigan natron.energy, e empresas como a United Airlines investiram na Natron para usar suas baterias na eletrificação de equipamentos de solo em aeroportos natron.energy. Na Europa, startups como a Altris (Suécia) estão fazendo parcerias com a indústria (por exemplo, a empresa de engenharia Fluor) para construir a primeira instalação de fabricação de íon-sódio em larga escala da região sodiumbatteryhub.com, visando fornecer baterias para armazenamento em rede elétrica.
Dado seu baixo custo por ciclo e segurança, as baterias de íon-sódio estão prontas para desempenhar um grande papel no boom do armazenamento de energia renovável. Elas podem ser instaladas em grandes fazendas de baterias para transferir energia solar para a noite, apoiar a rede durante picos de demanda e fornecer energia de backup sem as preocupações de incêndio do lítio. Empresas de serviços públicos e desenvolvedores de projetos estão acompanhando de perto os projetos de sódio na China, e programas-piloto estão começando em outros lugares (por exemplo, a Índia também está realizando testes para armazenamento de baterias de íon-sódio em sua rede). Armazenamento de longa duração é outro ângulo: novas químicas à base de sódio (como baterias de sódio-ferro) estão sendo exploradas para vida útil muito longa, visando armazenar energia por mais de 8 horas de forma econômica sodiumbatteryhub.com. Tudo isso sugere que o armazenamento estacionário pode ser o primeiro setor onde as baterias de íon-sódio alcançarão ampla adoção.
Outros Usos Emergentes
Fora dos carros e do armazenamento em rede, as baterias de íon-sódio estão encontrando adoção inicial em algumas outras áreas:
- Energia Portátil e Eletrônicos: Não espere ver sódio-íon no seu smartphone tão cedo (as células ainda são grandes demais para eletrônicos móveis de alto desempenho). No entanto, já existem protótipos de power banks de sódio-íon e soluções de armazenamento de energia de baixo custo para uso do consumidor. Por exemplo, uma startup na China lançou recentemente um power bank USB de sódio-íon – ele é mais volumoso que um de lítio, mas carrega rápido e é muito seguro (não superaquece no bolso). Estes são produtos de nicho, mas demonstram possibilidades para eletrônicos de consumo, especialmente se a densidade energética melhorar. Em regiões onde a acessibilidade é fundamental, futuros laptops ou gadgets podem usar sódio-íon se puderem tolerar um pouco mais de peso.
- Ferramentas Elétricas e Equipamentos: Um dos primeiros produtos comerciais a usar uma bateria de sódio-íon foi, na verdade, uma furadeira sem fio. Em 2022, a empresa francesa Tiamat (com pesquisa liderada pelo Dr. Tarascon) forneceu baterias de sódio-íon para uma furadeira que pode ser carregada em menos de 5 minutos e dura mais de 5.000 ciclos physics.aps.org. Esse tipo de ferramenta mostra que o sódio-íon pode fornecer picos de alta potência e recarga rápida – atraente para ferramentas de construção e industriais que precisam ser recarregadas rapidamente. Podemos ver mais ferramentas elétricas, cortadores de grama ou patinetes elétricos usando baterias de sódio nos próximos anos, especialmente para mercados profissionais que valorizam longa vida útil.
- Mobilidade Elétrica de Baixa Velocidade: Além dos carros, as baterias de sódio-íon são uma ótima opção para e-bikes, patinetes elétricos e triciclos. Esses veículos elétricos leves normalmente têm baterias menores (então o peso extra é gerenciável) e são extremamente sensíveis ao custo em mercados como Índia, Sudeste Asiático e África. Os primeiros veículos elétricos de duas rodas com bateria de sódio-íon são esperados em breve. Em um exemplo, a indiana Reliance Industries (que adquiriu a startup britânica de baterias de sódio Faradion) está supostamente testando packs de baterias de sódio-íon intercambiáveis para patinetes elétricos e riquixás sodiumbatteryhub.com. Essas estações de baterias intercambiáveis podem reduzir o custo inicial dos VEs e aproveitar a capacidade de recarga rápida do sódio. Da mesma forma, a empresa chinesa BYD tem uma parceria com a Huaihai para desenvolver baterias de sódio-íon para VEs urbanos leves e e-bikes sodiumbatteryhub.com.
- Aviação e Transporte de Nicho: Pesquisas estão em andamento até mesmo para usar baterias à base de sódio em áreas de nicho como aviação elétrica (em formas híbridas) ou como extensores de autonomia. São aplicações experimentais, mas usos criativos (por exemplo, uma bateria híbrida sódio-ar sendo testada para aeronaves sodiumbatteryhub.com) mostram a amplitude da exploração que está acontecendo com a eletroquímica do sódio.
No geral, as baterias de íon-sódio estão passando do laboratório para o mundo real. Os primeiros casos de uso focam em aplicações sensíveis ao custo e que priorizam a segurança: pense em armazenamento de energia em redes elétricas, frotas de veículos, veículos elétricos de entrada e dispositivos onde a densidade de energia ultra-alta não é crítica. À medida que a tecnologia avança, podemos esperar que seu alcance se amplie para eletrônicos mais populares e veículos de maior autonomia. Mas mesmo no curto prazo, o íon-sódio está provando seu valor em áreas onde o íon-lítio pode não ser ideal devido ao custo ou à segurança.
Principais Empresas e Pesquisas Impulsionando o Desenvolvimento do Íon-Sódio
O avanço das baterias de íon-sódio tornou-se um esforço global, envolvendo startups inovadoras, laboratórios acadêmicos e alguns dos maiores fabricantes de baterias do mundo. Aqui estão alguns dos principais atores e contribuintes no cenário do íon-sódio:
- Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) – Gigante das Baterias da China: A CATL é a maior fabricante de baterias para veículos elétricos do mundo (fornecendo para a Tesla, entre outros) e uma das pioneiras no íon-sódio. Em 2021, a CATL foi a primeira grande empresa a apresentar um protótipo de bateria de íon-sódio reuters.com. Desde então, eles desenvolveram uma célula de íon-sódio de segunda geração (marca “Naxtra”) com densidade de energia de ~160–175 Wh/kg reuters.com, quase equiparada às células de fosfato de ferro-lítio. A CATL planeja iniciar a produção em massa de baterias de íon-sódio até dezembro de 2025 reuters.com. Robin Zeng (fundador da CATL) está otimista quanto ao íon-sódio, prevendo que ele pode conquistar uma fatia significativa do mercado das baterias de lítio LFP reuters.com. A CATL também está inovando com uma abordagem de “dupla química” – combinando células de íon-sódio e íon-lítio em um único pack de bateria para aproveitar os pontos fortes de cada uma. Isso pode mitigar a menor autonomia do sódio enquanto reduz o custo. Como líder do setor, o avanço agressivo da CATL confere grande credibilidade à tecnologia de íon-sódio.
- Bateria HiNa – Pioneiros na China: A HiNa (também conhecida como Zhongke Haina) é uma startup chinesa originada da Academia Chinesa de Ciências e é dedicada exclusivamente às baterias de íon-sódio. Eles estão nesse setor há uma década e alcançaram vários marcos: primeira linha de produção piloto, primeiro uso em veículos elétricos (o carro JAC) e fornecimento para o maior projeto de rede de sódio do mundo sodiumbatteryhub.com, energy-storage.news. A HiNa produz vários formatos de células (cilíndricas, pouch, prismáticas) e está ampliando a fabricação. O apoio do governo chinês a projetos como a fazenda de armazenamento Datang demonstra confiança na tecnologia da HiNa. O trabalho da HiNa foca em materiais de baixo custo (eles usam cátodos de azul da Prússia e carbono duro) e eles afirmam ter resolvido problemas de desempenho anteriores. O gerente geral deles, Li Shujun, é um dos mais ativos defensores das baterias de íon-sódio no mundo energy-storage.news.
- BYD e Outras Empresas Chinesas: Além da CATL e HiNa, praticamente todas as grandes empresas chinesas de baterias têm um programa de íon-sódio. BYD, por meio de uma joint venture com a Huaihai, está montando uma produção de baterias de sódio voltada para pequenos veículos elétricos. Farasis Energy, outro fabricante chinês de baterias, anunciou planos para íon-sódio e acordos de protótipos de veículos physics.aps.org. Empresas como CNGR e Great Wall investiram na produção de materiais para baterias de sódio. Existe até um padrão nacional chinês para baterias de íon-sódio estabelecido em 2023 sodiumbatteryhub.com, sinalizando apoio do governo. Em resumo, a China Inc. está totalmente comprometida com o íon-sódio, investindo pesado para comercializá-lo como complemento ao lítio.
- Faradion (Reino Unido/Índia): A Faradion foi uma das primeiras startups ocidentais (fundada em 2010 no Reino Unido) a trabalhar com íon-sódio. Eles desenvolveram um ânodo de carbono proprietário e uma química de cátodo que alcançou densidade de energia respeitável (~140 Wh/kg) e boa vida útil de ciclo. Em 2022, a indiana Reliance Industries adquiriu a Faradion por US$ 135 milhões, visando fabricar baterias de íon-sódio em escala na Índia sodiumbatteryhub.com. A Reliance (um grande conglomerado de energia) planeja usar a tecnologia da Faradion para tudo, desde armazenamento em rede até baterias para veículos elétricos de duas e três rodas no enorme mercado indiano. Eles estão até testando packs de baterias de sódio intercambiáveis para scooters elétricas, como mencionado. A equipe da Faradion, agora sob a Reliance, é um grande player a ser observado, conectando a inovação do Reino Unido com o impulso de fabricação da Índia.
- Natron Energy (EUA): A Natron é uma empresa do Vale do Silício focada em uma química única de íon de sódio Prussian Blue. Em vez de competir em densidade de energia, as baterias da Natron são de carregamento ultrarrápido e extremamente duráveis, o que é perfeito para data centers, backup de telecomunicações e energia industrial. Eles atraíram investimentos de gigantes como Chevron e United Airlines natron.energy. A Natron abriu uma unidade de produção em Michigan – tornando-se notavelmente o primeiro produtor comercial de células de íon de sódio nos EUA. natron.energy. Eles estão expandindo para mercados como suporte a carregadores rápidos de veículos elétricos (baterias tampão) e esperam escalar para níveis de gigafábricas até o final da década de 2020 fossforce.com. O sucesso da Natron pode estimular mais interesse americano em íon de sódio, especialmente para usos em redes elétricas e militares, onde a segurança é fundamental.
- Tiamat (França): Co-fundada pelo Professor Tarascon, a Tiamat é uma startup francesa que trabalha com baterias de íon de sódio de alta potência. Eles focam em um cátodo polianiônico (fluorofosfato de vanádio e sódio) que oferece excelente potência e boa vida útil physics.aps.org. As células da Tiamat foram usadas na primeira furadeira a bateria de sódio e eles continuam a aprimorar a química. Embora pequena, a Tiamat representa a força da pesquisa europeia em baterias. A UE também financiou P&D em íon de sódio por meio de projetos e consórcios (por exemplo, o projeto NAIMA envolveu vários laboratórios e empresas europeias colaborando no desenvolvimento de baterias de sódio).
- Laboratórios de Pesquisa Acadêmica: Numerosas universidades e laboratórios nacionais estão avançando na ciência do íon-sódio. Nos EUA, um consórcio de US$ 50 milhões do Departamento de Energia chamado LENS (Laboratório para Armazenamento de Energia e Sustentabilidade) foi lançado para acelerar a pesquisa em íon-sódio sodiumbatteryhub.com. Isso envolve instituições como a Florida State University, Stanford (SLAC) e outras trabalhando em avanços de materiais. Na China, a Academia Chinesa de Ciências e universidades têm equipes inteiras dedicadas a eletrodos e eletrólitos de íon-sódio. A Europa conta com pesquisadores de ponta na Espanha, França, Reino Unido e Alemanha impulsionando o setor (por exemplo, o ICMM da Espanha desenvolveu um novo cátodo sustentável, e o Instituto Fraunhofer da Alemanha está estudando baterias de sódio em estado sólido sodiumbatteryhub.com). A comunidade científica está explorando ideias de próxima geração como baterias de sódio metálico sem ânodo, íon-sódio em estado sólido e eletrólitos inovadores para melhorar o desempenho sodiumbatteryhub.com. Essa inovação contínua é crucial para resolver as limitações atuais.
- Outros Destaques: Altris na Suécia (produzindo materiais de cátodo à base de ferro e firmando parcerias para engenharia de produção), Aquion (uma empresa americana agora extinta que fabricava baterias de íon-sódio aquosas para uso off-grid, cuja tecnologia está sendo revisitada), Zooline (Zoolnasm) na China (um novo participante que levantou US$ 42 milhões para fabricação de baterias de íon-sódio sodiumbatteryhub.com), e várias startups na Índia (por exemplo, um spin-off do IIT desenvolvendo células de sódio de recarga rápida sodiumbatteryhub.com). Até grandes empresas como a Stellantis (montadora) demonstraram interesse – a Stellantis Ventures investiu em uma startup de baterias de sódio para diversificar o fornecimento futuro de baterias para veículos elétricos. Enquanto isso, ex-especialistas em baterias da Tesla lançaram empreendimentos focados em soluções de íon-sódio, reconhecendo o potencial de mercado sodiumbatteryhub.com.
Juntas, essas empresas e equipes formam um ecossistema vibrante que está trazendo rapidamente as baterias de íon-sódio ao mercado. Da Ásia à Europa e às Américas, recursos significativos estão sendo investidos em P&D, ampliação de linhas-piloto e início do planejamento de produção em massa. A competição e colaboração entre esses players estão acelerando as melhorias. Como comentou um observador do setor, 2025 está se desenhando como “o ano da bateria de íon-sódio”, com mais produtos e anúncios surgindo em rápida sucessão.
Notícias e Desenvolvimentos Recentes (2024–2025)
O campo das baterias de íon-sódio tem esquentado com uma enxurrada de anúncios, investimentos e marcos técnicos. Aqui está um resumo dos desenvolvimentos mais significativos até agosto de 2025:
- Abril de 2025 – CATL revela bateria de segunda geração “Naxtra”: A gigante chinesa de baterias CATL lançou uma nova marca de baterias de íon-sódio, a Naxtra, anunciando que a produção em massa começará em dezembro de 2025 reuters.com. As primeiras células Naxtra terão uma densidade de energia de ~175 Wh/kg – quase igualando as baterias de lítio LFP usadas em muitos veículos elétricos reuters.com. A CATL também revelou um plano para usar um sistema de bateria dupla (como dois motores em um avião), combinando pacotes de íon-sódio com pacotes de lítio para melhorar o desempenho geral e a segurança reuters.com. Ouyang Chuying, co-presidente de P&D da CATL, observou que as baterias de íon-sódio podem ter uma vantagem de custo em relação às de íon-lítio à medida que a cadeia de suprimentos se expande reuters.com. Este lançamento de alto perfil destaca que a CATL vê o íon-sódio como um produto comercialmente viável em um futuro muito próximo.
- Julho de 2024 – Maior Fazenda de Baterias de Sódio do Mundo Entra em Operação: Uma estação de armazenamento de energia com bateria de íons de sódio de 100 MWh (50 MW de potência) foi conectada à rede elétrica da China na província de Hubei energy-storage.news. Construída pela HiNa Battery e Datang Group, é a primeira fase de um projeto de 200 MWh – a maior instalação de íons de sódio do mundo. O projeto faz parte de um esforço nacional por alternativas ao lítio no armazenamento de energia em rede e já está fornecendo energia estável para a rede energy-storage.news. Isso marcou uma grande validação do íon de sódio para armazenamento em escala de utilidade, provando que pode ser implantado em escala de >100 MWh. O gerente do projeto relatou excelente desempenho, citando maior eficiência e longa vida útil mesmo em temperaturas extremas para o sistema de sódio energy-storage.news. A mídia estatal chinesa destacou que tais projetos reduzem a dependência do lítio importado e aproveitam recursos domésticos energy-storage.news.
- Início de 2024 – Primeiros Carros Elétricos com Íons de Sódio Entram em Produção: Em janeiro de 2024, a montadora chinesa JAC iniciou a produção em série de um modelo de carro elétrico movido por baterias de íons de sódio, após testes bem-sucedidos de protótipos em 2023 electrive.com. Por volta da mesma época, a montadora rival Chery revelou um carro elétrico com bateria de íons de sódio da CATL, previsto para lançamento na China. Estes foram os primeiros carros elétricos comerciais do mundo sem lítio em seus pacotes de baterias. Embora produzidos inicialmente em quantidade limitada, demonstram que o íon de sódio está pronto para as ruas. O Hua Xianzi EV da JAC/HiNa, com autonomia de ~250 km, atraiu grande atenção como prova de conceito sodiumbatteryhub.com. Analistas esperam que mais modelos chineses (especialmente carros urbanos baratos) adotem opções de íons de sódio nos próximos 1–2 anos, devido à economia de custos.
- Investimentos e Parcerias em Expansão: Nos últimos dois anos, houve investimentos significativos em startups e produção de baterias de íon-sódio. Além da aquisição da Faradion pela Reliance, acordos notáveis incluem o investimento da TDK Ventures na startup americana Peak Energy para baterias de íon-sódio para redes elétricas sodiumbatteryhub.com, e o investimento da United Airlines na Natron Energy para eletrificar equipamentos de aeroportos com células de íon-sódio natron.energy. Na Europa, a Fluor Corporation fez parceria com a Altris para projetar o que é anunciado como a primeira fábrica de células de íon-sódio em larga escala do mundo, com objetivo de iniciar a produção na Suécia sodiumbatteryhub.com. Vários subsídios governamentais também foram concedidos: por exemplo, a Comissão de Energia da Califórnia concedeu fundos a um projeto de íon-sódio (Unigrid) para instalar uma linha piloto de produção nos EUA sodiumbatteryhub.com. O interesse de capital de risco é alto, com várias startups captando investimentos seed em 2024–2025 à medida que a tecnologia se aproxima da comercialização.
- Avanços Tecnológicos: Pesquisadores continuam enfrentando os desafios restantes do íon-sódio. No final de 2024, uma equipe da Universidade de Princeton desenvolveu um novo material de cátodo que aumenta significativamente a retenção de energia e a estabilidade, ajudando a reduzir a diferença de desempenho em relação ao lítio sodiumbatteryhub.com. O Dincă Lab do MIT apresentou um inovador cátodo orgânico (TPAQ) que proporcionou alta densidade de energia com potencialmente menor custo sodiumbatteryhub.com. No lado do ânodo, avanços com carbono duro avançado e ânodos compostos melhoraram a capacidade e a vida útil sodiumbatteryhub.com. Algumas células experimentais agora estão atingindo densidades energéticas de até 200 Wh/kg (aproximando-se das células de íon-lítio de nível intermediário) e ciclos de vida de 10.000+ ciclos com retenção de capacidade superior a 80% sodiumbatteryhub.com. Esses avanços, muitos deles publicados em 2024–2025, mostram que a diferença de desempenho está diminuindo. Como destacou uma manchete, “Northvolt vs. Natron: batalha de inovação em íon-sódio” – até mesmo players consolidados em baterias de lítio estão investindo em P&D em tecnologia de íon-sódio forumnordic.com.
- Tendências de Política e Mercado: Governos e analistas do setor estão reconhecendo cada vez mais o sódio-íon em suas previsões. Em 2025, a empresa de pesquisa de mercado IDTechEx projetou que o mercado de baterias de sódio-íon poderia atingir vários bilhões de dólares até 2030, especialmente em armazenamento estacionário. A Agência Internacional de Energia (IEA) mencionou baterias de sódio-íon pela primeira vez em seu relatório anual de Perspectivas de Armazenamento de Energia, citando-as como uma tecnologia emergente chave para diversificar o fornecimento de baterias. Enquanto isso, tensões comerciais e preocupações com a segurança de recursos estão impulsionando indiretamente a adoção do sódio-íon – por exemplo, o foco da Lei de Redução da Inflação dos EUA no fornecimento doméstico de baterias abriu portas para cadeias de suprimentos baseadas em sódio que não dependem do lítio importado sodiumbatteryhub.com. As restrições da China à exportação de grafite (crucial para baterias de lítio) também fizeram com que outros países considerassem químicas alternativas como o sódio, que pode usar materiais de origem local, levando a manchetes como “Como as tensões comerciais impulsionam a adoção de baterias de sódio-íon.” sodiumbatteryhub.com
No geral, as notícias do último ano pintam um quadro de progresso rápido e impulso crescente para as baterias de sódio-íon. Desde melhorias em laboratório até produtos reais chegando ao mercado, a tecnologia está avançando em todas as frentes. Especialistas do setor citam regularmente uma frase famosa: “a hora do sódio-íon finalmente está chegando.” Os próximos anos serão críticos para determinar até onde e quão rápido essa solução à base de sal pode chegar.
Desafios e Perspectivas
Apesar do entusiasmo, desafios significativos permanecem antes que as baterias de sódio-íon possam realmente mudar o status quo. Ampliar a produção é a prioridade número um. A capacidade global atual de fabricação de baterias de íon-lítio está na ordem de centenas de gigawatts-hora por ano; o sódio-íon ainda está nos dígitos baixos, na melhor das hipóteses. Será necessário um investimento maciço em novas gigafábricas e cadeias de suprimentos para se aproximar da escala do lítio. A notícia encorajadora é que grande parte do know-how existente em fabricação de baterias pode ser transferido – as células de sódio-íon muitas vezes podem ser feitas em equipamentos semelhantes aos das células de lítio energy-storage.news. Como observou uma publicação do setor, o design do sódio-íon é suficientemente semelhante para ser um “drop in” em linhas de produção atuais em alguns casos energy-storage.news. Isso significa que, se a demanda e a economia justificarem, as empresas poderiam migrar parte da fabricação para o sódio-íon relativamente rápido.
Outro desafio é melhorar a densidade de energia e o desempenho para ampliar as aplicações do sódio-íon. A diferença tem diminuído, mas avanços adicionais são necessários para tornar o sódio-íon adequado para veículos elétricos de longo alcance ou eletrônicos ultracompactos. Pesquisadores estão seguindo múltiplos caminhos: novos cátodos de alta voltagem, eletrólitos otimizados para estabilidade e até explorando ânodos de sódio metálico (análogos às baterias de lítio metálico) para aumentar a capacidade. Também há trabalhos em baterias híbridas de sódio-lítio e até baterias de sódio em estado sólido que podem mudar o jogo se concretizadas sodiumbatteryhub.com. A próxima década de P&D provavelmente trará melhorias constantes. Como sugeriu a Dra. Meng, implantações no mundo real fornecerão dados de volta aos laboratórios e acelerarão o aprendizado physics.aps.org. Cada ciclo em uma bateria de rede ou veículo elétrico oferece aos engenheiros informações para aprimorar a tecnologia.Do ponto de vista da cadeia de suprimentos, o sódio-íon desloca a demanda de lítio, cobalto e níquel, mas aumentará a demanda por outros materiais como sais de sódio de alta pureza, alumínio (as células de sódio geralmente usam coletores de corrente de alumínio em ambos os eletrodos, enquanto as de lítio usam cobre no ânodo) e carbono duro. Essas cadeias de suprimentos não são restrições no momento – por exemplo, a produção de sal de sódio e alumínio é abundante – mas o controle de qualidade e o fornecimento consistente de materiais de grau de bateria terão que aumentar. Empresas como Albemarle e Umicore, que fornecem ingredientes para baterias de lítio, podem começar a oferecer materiais para baterias de sódio também. Será importante garantir a sustentabilidade dos recursos para quaisquer materiais dos quais o sódio-íon dependa (seja vanádio, cobre, etc., dependendo da química). Felizmente, muitas formulações de sódio-íon estão tendendo para elementos muito comuns (como cátodos de ferro-manganês e carbono), o que é um bom sinal para a sustentabilidade a longo prazo.
Uma questão-chave é: onde o sódio-íon encontrará seu ponto ideal? A maioria dos especialistas prevê um papel complementar, em vez de substituição total do íon-lítio. As baterias de sódio-íon provavelmente conquistarão segmentos de mercado onde suas vantagens se destacam – armazenamento estacionário, onde o peso não importa e o baixo custo ao longo de muitos ciclos sim; veículos elétricos de entrada e pequenos, onde a autonomia é secundária em relação à acessibilidade; e certos nichos de consumo ou industriais que precisam de segurança e longa vida útil (armazenamento residencial, ferramentas elétricas, etc.). As baterias de íon-lítio, especialmente as químicas avançadas, continuarão dominando as necessidades de alto desempenho, como veículos elétricos de luxo de longo alcance, aviação e eletrônicos muito sensíveis ao peso. A boa notícia é que o mercado de baterias é tão vasto e cresce tão rapidamente que mesmo capturar um nicho pode significar dezenas de gigawatts-hora de demanda para o sódio-íon. Por exemplo, substituir apenas uma fração dos enormes projetos de armazenamento em rede previstos mundialmente por sódio-íon pode representar um mercado de bilhões de dólares.
Há também fatores externos que podem influenciar a trajetória do sódio-íon. Se os preços do lítio dispararem novamente como em 2022, as baterias de sódio-íon se tornam instantaneamente mais atraentes economicamente (o estudo Stanford STEER observou que as flutuações no preço do lítio foram uma grande motivação para considerar o sódio em primeiro lugar news.stanford.edu). Por outro lado, se o lítio permanecer barato e abundante, o sódio precisará superá-lo em outros méritos (segurança, segurança de fornecimento, etc.) para ganhar participação. Políticas e incentivos também podem desempenhar um papel: governos poderiam apoiar projetos de sódio-íon como parte de uma estratégia de minerais críticos ou para impulsionar o armazenamento renovável sem dependências de importação. Regulamentações ambientais também podem favorecer o sódio-íon se sua produção se mostrar menos agressiva para a água e a terra (já que a extração de salmoura de lítio tem sido criticada physics.aps.org).
Um desafio que é mais psicológico ou baseado no mercado é a simples inércia e conservadorismo. Os agentes da indústria podem hesitar em mudar para uma nova química até que ela seja comprovada, e os consumidores podem precisar de educação (por exemplo, compradores de veículos elétricos podem precisar de garantias de que um carro com “bateria de sódio” é tão confiável quanto um de lítio). Construir confiança por meio de dados de desempenho no mundo real é essencial. Os primeiros projetos na China e em outros lugares servirão como uma fase crucial de validação. Se tiverem bom desempenho – entregando a vida útil, segurança e benefícios de custo prometidos – isso construirá confiança na tecnologia.
Olhando para frente, a perspectiva geral para as baterias de sódio-íon é altamente otimista. Praticamente todo analista de baterias agora inclui o sódio-íon na conversa sobre o futuro do mix de baterias. O cronograma frequentemente citado é que o final da década de 2020 verá uma aceleração, e até a década de 2030 o sódio-íon poderá representar uma fatia significativa da produção global de baterias (algumas estimativas variam de 10% a 20% ou mais do mercado até 2035). Alcançar isso exigirá trabalho contínuo em melhorias técnicas e escala, mas o impulso é real. Como apontou Marcel Weil, do KIT na Alemanha, entre as muitas alternativas ao lítio, “o sódio está na linha de frente” em termos de prontidão e semelhança com a tecnologia existente physics.aps.org. Essa vantagem é evidente agora, já que o sódio-íon está passando do laboratório para o mercado mais rápido do que outros concorrentes como magnésio ou baterias de estado sólido.
Em conclusão, as baterias de íon-sódio evoluíram rapidamente de uma nota de rodapé histórica para um concorrente de destaque no mundo das baterias. Elas oferecem uma proposta atraente: usar sal barato e abundante para alimentar nossos dispositivos e veículos modernos, reduzindo custos e aliviando a pressão sobre os recursos. Elas não são uma solução milagrosa – o armazenamento de energia provavelmente envolverá múltiplas químicas – mas não precisam ser. Ao suprir necessidades cruciais (por baterias mais seguras, acessíveis e sustentáveis), a tecnologia de íon-sódio pode fortalecer significativamente a transição para a energia limpa. Os próximos anos nos dirão até onde essa revolução da “bateria de sal” pode chegar. Dado o progresso alcançado até 2025, não se surpreenda se sua próxima bateria residencial ou veículo elétrico estiver surfando na onda do sódio. A era das baterias de íon-sódio está surgindo, e pode ser exatamente o impulso que a indústria precisa para um futuro energético mais resiliente e verde.
Fontes: As informações e citações deste relatório são provenientes de diversas fontes públicas, incluindo entrevistas com especialistas e análises na Physics Magazine physics.aps.org, notícias do setor da Reuters reuters.com e Energy-Storage.news energy-storage.news, além de atualizações de publicações especializadas em baterias e relatórios de empresas sodiumbatteryhub.com, physics.aps.org, natron.energy. Essas referências (vinculadas no texto) fornecem mais detalhes para leitores interessados. A tecnologia de baterias de íon-sódio está evoluindo rapidamente, portanto, acompanhar veículos de notícias confiáveis e anúncios de empresas fornecerá os insights mais recentes além de agosto de 2025.
