As vendas globais de veículos eléctricos estão a aumentar de forma constante e os modelos eléctricos puros já representam cerca de um quinto das vendas de veículos novos. Eles são silenciosos e confortáveis, têm custos de veículos baixos e zero emissões de escapamento, o que atendeu às principais demandas da maioria dos consumidores por veículos. No entanto, os altos preços dos veículos ainda atrapalham muitos potenciais compradores. Muitas das principais empresas automóveis ocidentais reduziram ou adiaram recentemente os seus planos de expansão da produção de veículos eléctricos. O verdadeiro gargalo de custo ainda aponta para a própria bateria.

As baterias representam cerca de 40% do custo total de um veículo elétrico, dos quais cerca de 70% provêm de matérias-primas e os restantes 30% provêm do processo de fabrico. Isso obriga os engenheiros a trabalhar em duas rotas ao mesmo tempo: por um lado, eles continuam a melhorar os sistemas químicos de baterias, como fosfato de ferro-lítio e ternário (níquel manganês cobalto); por outro lado, “operam” no próprio processo produtivo de como transformar pó em eletrodos. Embora a pesquisa e o desenvolvimento de materiais em torno de coletores de corrente, densidade de energia, etc. continuem a avançar, o processo básico de fabricação de eletrodos na maioria das fábricas de baterias não é muito diferente de décadas atrás.

O processo de "revestimento úmido" atualmente dominante requer a mistura de pó ativo e solventes tóxicos em uma pasta, revestindo-a uniformemente na folha metálica e depois enviando-a para um forno de secagem que pode ser tão longo quanto um campo de futebol para secagem repetida. Uma fábrica de baterias com uma produção anual de cerca de 50 GWh de células (que pode satisfazer as necessidades de cerca de 1 milhão de veículos eléctricos) pode necessitar de cerca de 50 MW de fornecimento contínuo de energia apenas para o processo de secagem. A demanda de energia é comparável a dezenas de milhares de residências. Este elevado consumo de energia, investimento de capital e custos ambientais amplificar-se-ão linearmente com a onda global de construção de "superfábricas" e tornar-se-ão cada vez mais insuportáveis ​​para as empresas automóveis europeias e americanas que, durante vários anos, ficaram atrás dos concorrentes chineses em termos de custos.

Neste contexto, a fabricação de “eletrodos secos” está passando de um foco de laboratório para um foco de fábrica. Em teoria, desde que o solvente seja completamente eliminado no processo de revestimento, os custos operacionais e o consumo de energia podem ser significativamente reduzidos, enquanto a área ocupada pela fábrica pode ser reduzida. No entanto, na produção real, o processo seco tem sido sujeito a dificuldades técnicas: sem um meio líquido para ajudar a dispersar e unir as partículas, é difícil conseguir uma mistura uniforme e uma adesão estável do pó. Uma vez que o calor e o atrito são sobrepostos em uma linha de produção de alta velocidade, é fácil danificar materiais sensíveis, causando problemas como rachaduras e queda do eletrodo.

Muitas empresas estão tentando diferentes maneiras de resolver esses gargalos de processo, na esperança de remover fornos de secagem e solventes tóxicos da linha de produção e, ao mesmo tempo, manter ou até mesmo melhorar o desempenho eletroquímico. A Anaphite, com sede em Bristol, Reino Unido, propôs a chamada tecnologia "Dry Coating Precursor", tentando transformar a forma final em um pó seco imprimível, levando em consideração a dispersão uniforme. O método consiste em primeiro usar um solvente de baixa toxicidade para dispersar completamente o material do eletrodo e, em seguida, remover mecanicamente o solvente antes do revestimento, obtendo-se finalmente um pó que flui livremente e forma um filme.

Este tipo de pó é um pouco semelhante à forma de "areia dinâmica": ele flui livremente como partículas, mas pode formar uma película contínua e flexível sob pressão. Ele é transformado em uma camada de eletrodo lisa sob pressão durante o processo de fabricação e é firmemente preso à folha metálica do coletor de corrente, resolvendo assim problemas comuns de adesão e rachaduras nos métodos secos tradicionais. De acordo com dados divulgados pela Anaphite, ao eliminar o forno de secagem de longa distância e alto consumo de energia na fase de revestimento, seu sistema pode reduzir o consumo de energia relacionado ao revestimento em cerca de 85%. Com uma configuração de equipamento mais simplificada, espera-se que o custo geral de produção da célula seja reduzido em até cerca de 40%, e o espaço da fábrica também possa ser reduzido em cerca de 15%, sem sacrificar o rendimento e os indicadores de desempenho.

Sakuù, localizada em San Jose, Califórnia, seguiu um caminho completamente diferente, sem solventes. Sua plataforma de fabricação Kavian ignora completamente o estágio de pasta e usa diretamente calor e pressão para "sinterizar" o pó seco na folha de metal, o que é um pouco semelhante à combinação de decoração de bolo "sem bagunça" e impressão a laser. Essa arquitetura foi projetada para ser "neutra" em relação ao sistema químico da bateria, e a linha de produção pode imprimir fosfato de ferro-lítio, ternário e até mesmo uma variedade de novas fórmulas que podem aparecer no futuro, alterando o "cartucho" de material sem redesenhá-lo.

No projeto piloto, Sakuù disse que esta solução de impressão a seco pode reduzir as emissões de dióxido de carbono durante o processo de produção em cerca de 55%, reduzir a área fabril em cerca de 60% e reduzir os custos de serviços públicos em mais da metade. O que também é crítico é que seu hardware adote um design modular e compacto, e o tamanho da unidade possa ser pequeno o suficiente para caber em um espaço semelhante a uma garagem. As empresas podem expandir a capacidade de produção adicionando ou subtraindo módulos, sem a necessidade de construir uma fábrica centralizada gigante de uma só vez. Espera-se que esta ideia modular permita que as empresas automóveis e os fornecedores de baterias organizem de forma mais flexível a capacidade de produção perto da fábrica de veículos, ou expandam gradualmente a produção num incremento menor e mais distribuído.

Se estes processos de eletrodo seco puderem ser implementados na escala esperada, a conexão entre desempenho e acessibilidade dos veículos elétricos será ainda mais estreita, o que está muito além do que o ajuste fino do processo tradicional pode igualar. Ao sobrepor as vantagens da própria condução eléctrica com base numa maior densidade energética e células de bateria de menor custo – binário instantâneo, habitáculo silencioso, baixo custo de utilização – o mercado de veículos eléctricos poderá confiar mais na lógica simples de preço e valor, em vez de subsídios governamentais ou no entusiasmo de alguns utilizadores iniciais.