Uma equipe de pesquisadores do Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), na Coreia do Sul, apresentou uma bateria de lítio-metal (diferente das mais comuns de íons de lítio) que combina maior vida útil com a capacidade de se autoextinguir caso ocorra um incêndio.
Hoje, os cientistas ainda enfrentam diversos obstáculos nas baterias convencionais: além do desempenho limitado, há problemas como a formação de dendritas - consideradas as principais responsáveis por incêndios indesejados.
Eletrólito sólido polimérico em três camadas na bateria de lítio-metal
Para contornar esse cenário, o grupo liderado pelo professor Lee Jung-ho e pelo Dr. Kim Jae-hyun concentrou esforços no desenvolvimento de uma bateria baseada em um “eletrólito sólido polimérico com três camadas”. A proposta é que cada camada do eletrólito desempenhe um papel próprio, elevando de forma relevante tanto a segurança quanto a eficiência do conjunto.
Nessa arquitetura, a camada central foi pensada para entregar maior resistência térmica. Já as camadas externas têm a função de facilitar o transporte dos íons de lítio e contribuir para a dissipação de calor.
De acordo com os responsáveis, essa configuração “permite um aumento das taxas de transferência de energia, que impede, de forma eficaz, a formação dendrítica”.
As dendritas surgem quando “não há tempo para o lítio se difundir facilmente para onde precisa, ficando «à porta»”, o que acaba gerando depósitos desorganizados.
Aditivos do eletrólito e o mecanismo de autoextinção
A separação em camadas, porém, não é o único diferencial do projeto. O eletrólito dessa bateria também inclui componentes específicos: Decabromodifenil etano (DBDPE), um retardante de chama que ajuda a evitar incêndios; zeólito, para reforçar a resistência do eletrólito; e uma alta concentração do sal de lítio (LiTFSI), “para facilitar o rápido movimento dos iões”.
Os primeiros testes
Após 1.000 ciclos de carga e descarga, essa nova bateria manteve cerca de 87,9% do desempenho, algo considerado incomum. Em comparação, baterias convencionais geralmente retêm apenas entre 70%-80% da performance depois de uma utilização equivalente.
Em um carro elétrico com autonomia de 500 km (ciclo WLTP), isso indica que, ao fim de 500 mil km rodados, a bateria ainda permitiria uma autonomia de até 439 km.
Onde a tecnologia pode ser aplicada
A expectativa é que essas baterias sejam empregadas não apenas em automóveis, mas também em smartphones e em sistemas de armazenamento de energia em larga escala.
“Espera-se que esta pesquisa faça uma contribuição significativa para a comercialização de baterias de lítio, utilizando eletrólitos (polímero sólido), ao mesmo tempo que proporcionam uma maior estabilidade e eficiência para os dispositivos de armazenamento de energia.”
Dr. Kim Jae-hyun
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