Bateria revolucionária tem cátion duplo: Sódio e lítio juntos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/10/2025

Sódio e lítio se complementam, uma espécie de yin e yang das baterias.
[Imagem: Alan Place/UL]

Íons de sódio e íons de lítio

Uma característica crucial das baterias de íons de lítio é que o metal dos eletrodos não é consumido nas reações químicas de geração de eletricidade. Em vez disso, essas baterias funcionam com um processo de intercalação, onde o cátion lítio (Li⁺) funciona como um "mensageiro" de carga, movendo-se de um eletrodo para o outro (ânodo e cátodo) através do eletrólito, conforme a bateria carrega e descarrega.

Agora, algo inédito no mundo, pesquisadores conseguiram construir uma bateria que usa dois cátions, misturando íons de lítio e de sódio, fazendo-os agir de forma sinérgica para obter o melhor de cada um deles.

Diferentemente das baterias tradicionais de sódio (cátion único), este novo sistema de cátion duplo combina os pontos fortes do lítio e do sódio para oferecer um melhor desempenho, mantendo o sódio como o principal componente, mas tornando a tecnologia mais eficiente e mais sustentável.

É bom lembrar que, entre as novas tecnologias de baterias alternativas ao lítio, as baterias de íons de sódio estão à frente, praticamente prontas para o mercado, oferecendo armazenamento de energia com boa relação custo-benefício para sistemas estacionários e veículos elétricos de médio porte.

E a agregação do lítio dá à tecnologia um impulso todo novo, elevando virtualmente todas as suas métricas.

"Ao introduzir cátions de lítio e sódio, dobramos a capacidade da bateria, que de outra forma seria menor em uma bateria de íons de sódio típica. Isso nunca foi feito antes com os materiais de ânodo que usamos, que são projetados para ter alta capacidade para baterias de íons de sódio," disse Syed Ahad, da Universidade de Limerick, na Irlanda do Norte.

Além da durabilidade, a capacidade da bateria dobra em relação às de sódio tradicionais.
[Imagem: Syed Abdul Ahad a et al. - 10.1016/j.nanoen.2025.111443]

Bateria de cátion duplo

O projeto da bateria de duplo cátion permite que o lítio funcione como um reforçador de capacidade dentro do eletrólito, reforçando o sistema de íons de sódio e mantendo a estabilidade da bateria a longo prazo. Essa abordagem não apenas melhora a densidade energética - essencial para estender a autonomia dos veículos elétricos - como também aprimora a segurança e a sustentabilidade, reduzindo a dependência de materiais caros e ambientalmente questionáveis, como o cobalto.

As baterias de íons de sódio são vistas há muito tempo como uma alternativa mais sustentável às baterias de íons de lítio - o sódio pode ser extraído no mundo inteiro a partir da água do mar, enquanto o lítio é confinado a algumas poucas minas e extraído por processos complicados e caros. No entanto, as baterias de íons de sódio não têm a mesma densidade de energia que as de íons de lítio, o que compromete seu desempenho, e este parece ser o único argumento de vendas hoje no mercado de baterias.

A inovação apresentada agora muda esse jogo, já que os íons de sódio ainda podem ser usados para fornecer alta capacidade, com os íons de lítio e os íons de sódio trabalhando em conjunto durante a carga e a descarga.

O protótipo criado pela equipe já superou os 1.000 ciclos de carga e recarga, um marco não oficial sempre usado para indicar se uma bateria está pronta ou não para ser colocada no mercado.

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