Engenheiros da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, revelaram um protótipo de bateria de lítio metálico que pode ser recarregada e descarregada pelo menos 6.000 vezes, o que é seis vezes mais do que a marca tipicamente exigida para a comercialização de baterias.
Esta nova tecnologia promete revolucionar a indústria, podendo ser recarregada em questão de minutos.
Baterias de estado sólido: o futuro da energia
As baterias de lítio metálico, diferentemente das atuais baterias de íons de lítio, são de estado sólido e podem armazenar o dobro de energia.
No entanto, esses modelos apresentam um risco maior de incêndio ou explosão, o que tem atrasado sua chegada ao mercado.
O professor Xin Li, um dos líderes do projeto, explicou que essas baterias são consideradas o “Santo Graal” devido à sua capacidade dez vezes maior comparada aos ânodos de grafite comerciais, podendo aumentar significativamente a autonomia dos veículos elétricos.
O problema dos dendritos
Um dos principais desafios das baterias de lítio metálico são os dendritos, estruturas minúsculas que crescem através do eletrólito e podem causar curtos-circuitos. Esses dendritos reduzem a vida útil das baterias e podem provocar incêndios.
A equipe de Harvard desenvolveu uma estrutura multicamadas para controlar o crescimento dos dendritos, utilizando diferentes materiais entre o ânodo e o cátodo. Essa abordagem multicamadas não impede completamente os dendritos, mas controla seu crescimento.
Solução com micropartículas de silício
A inovação mais recente dos pesquisadores foi o uso de micropartículas de silício no ânodo, o que inibe a reação de litiação e promove a formação de uma camada homogênea de lítio metálico.
Este novo design impede que os dendritos cresçam, criando uma superfície uniforme que distribui a densidade de corrente de maneira homogênea. Isso permite que a bateria seja recarregada rapidamente, em apenas 10 minutos.
Eficiência e durabilidade
Durante os testes, a bateria protótipo, do tamanho de um selo postal, manteve 80% de sua capacidade após 6.000 ciclos de carga e descarga. Isso supera significativamente as baterias tipo bolsa atualmente disponíveis no mercado.
A pesquisa também detalhou como o silício restringe a difusão do lítio, facilitando um processo de deposição eletrogalvânica uniforme.
Expansão para outros materiais
Os pesquisadores identificaram dezenas de outros materiais que poderiam oferecer desempenho semelhante ao do silício em baterias de estado sólido.
Isso abre caminho para futuras pesquisas e testes laboratoriais, visando a descoberta de novos materiais que possam ser utilizados em ânodos de baterias.
Atualmente, a tecnologia da nova bateria está licenciada pela empresa Adden Energy, fundada por cientistas de Harvard.
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Fonte: Inovação Tecnológica
