Nova tecnologia torna baterias de ltio muito mais duradouras

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/09/2023

J se sabia que esses metais de transio adicionais eram interessantes, mas ningum havia conseguido tirar proveito deles at agora.
[Imagem: Dong Luo et al. – 10.1038/s41560-023-01289-6]

Baterias de ltio que duram mais

Um avano fundamental na tecnologia das baterias – carentes de inovaes mais substanciais h muito tempo – dever ter implicaes profundas para o nosso futuro energtico, sobretudo para a eletrificao dos transportes.

Dong Luo e colegas da Universidade Cidade de Hong Kong virtualmente resolveram o problema da queda de tenso que ocorre a cada ciclo das baterias de ltio, e que inevitavelmente acaba inutilizando-as, exigindo sua troca – lembrando que a reciclagem das baterias de ltio ainda um problema a ser resolvido.

A inovao consiste na estabilizao da estrutura, em forma de favo de mel, dentro do material catdico, que compe o eletrodo negativo, resultando em baterias mais duradouras e mais eficientes. Isso envolveu o uso de xidos em camadas ricas em ltio e mangans, uma classe promissora de materiais j longamente pesquisada, devido sua alta capacidade e baixo custo, mas que no chegaram s baterias reais porque apresentavam uma queda de tenso com o uso.

Ao incorporar ons desses metais de transio adicionais no material do ctodo, a equipe reforou a estrutura de favo de mel, resultando em uma queda de tenso insignificante de apenas 0,02 mV por ciclo de uso e recarregamento.

Atravs de medies em escala atmica, a equipe descobriu que os ons metlicos de transio intercamadas atuam como uma “tampa”, acima ou abaixo da estrutura do favo de mel, evitando a migrao dos ctions e mantendo a estabilidade do material. A estrutura permaneceu intacta mesmo em altas tenses de corte e durante todo o ciclo, garantindo a integridade estrutural das baterias.

“Nosso trabalho resolveu o problema de queda de tenso no ctodo LMR [rico em ltio e mangans], com uma capacidade quase duas vezes maior do que os materiais catdicos amplamente utilizados, abrindo caminho para solues de armazenamento de energia mais poderosas e sustentveis,” disse o professor Qi Liu, coordenador da equipe.

A prxima etapa envolve ampliar o processo de fabricao, saindo da escala de laboratrio para a produo de baterias em escala industrial.

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