Baterias macias podem fazer a ponte entre as atuais e as sólidas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/02/2026

Os avanços nas baterias de estado sólido têm-se multiplicado rapidamente.
[Imagem: Jinsong Zhang/PSI]

Baterias de estado sólido

É praticamente uma unanimidade que o futuro pertence às baterias de estado sólido. E ter eletrólitos sólidos faz uma diferença enorme: Essas baterias armazenarão mais energia, serão mais seguras e carregarão mais rápido do que as baterias de íons de lítio atuais, que usam eletrólitos líquidos.

Mas ainda há problemas a resolver, mesmo considerando os diversos tipos de eletrólitos sólidos pensados até agora: Os eletrólitos de estado sólido de óxido são quimicamente estáveis, mas não formam boas interfaces com os eletrodos; os de sulfeto apresentam alta condutividade, mas degradam-se no ar; e os eletrólitos sólidos de polímero são flexíveis, mas apresentam baixa condutividade à temperatura ambiente.

Como passar do líquido para o sólido diretamente está complicado, Yi-Cheng Deng, da Universidade Wuhan, na China, defende uma outra abordagem: Por que não trilhar um caminho do meio, fazendo um eletrólito "semi-sólido", até encontrarmos os eletrólitos sólidos ideais?

Não é uma ideia exatamente nova: Deng descobriu que várias equipes já estão desenvolvendo materiais que permitem essa abordagem semi-sólida, baseada em eletrólitos macios, que mais se parecem com géis. Ele então fez um apanhado de todos os trabalhos, traçando um roteiro por onde as pesquisas deverão seguir.

Estratégias para a obtenção de eletrólitos de íons de lítio de alto desempenho para baterias.
[Imagem: Yi-Cheng Denga et al. - 10.61558/2993-074X.3585]

Eletrólitos de estado sólido macios

Os eletrólitos de estado sólido macios têm sido construídos com base em duas estratégias complementares.

A primeira foi chamada pela equipe de compósitos de sinergia rígida-flexível: Esses materiais combinam polímeros flexíveis, líquidos iônicos ou cristais plásticos com materiais de preenchimento inorgânicos rígidos, tipicamente óxidos pulverizados em escala nanométrica. A fase flexível garante um contato estreito com o eletrodo, enquanto o componente rígido fortalece mecanicamente o eletrólito, suprime o crescimento de dendritos e facilita o transporte dos íons de lítio.

A segunda abordagem, conhecida como mecanismo de dessolvatação do lítio, emprega materiais de estrutura porosa, como as estruturas metal-orgânicas (MOFs) ou estruturas orgânicas covalentes (COFs). Os canais em nanoescala desses materiais ultraporosos funcionam como "gaiolas moleculares" que imobilizam moléculas de solvente do eletrólito, regulando assim a estrutura de solvatação dos íons de lítio. Esse mecanismo pode ampliar significativamente a janela de estabilidade eletroquímica e aumentar a compatibilidade com o lítio metálico.

Com base nos progressos relatados até o momento, Deng afirma que os eletrólitos de estado sólido macios oferecem um portfólio equilibrado: Maior condutividade iônica, integridade mecânica robusta, excelente adaptação interfacial e melhor processabilidade, todos fatores-chave para aplicações de baterias no mundo real.

Outra alternativa consiste em esquecer um pouco do lítio e desenvolver baterias de estado sólido usando vários metais.
[Imagem: Yan Zeng-Gerd Ceder/Berkeley Lab]

Otimismo

Apesar do potencial dessas estratégias, ainda existem desafios a serem vencidos: No tocante aos aspectos intrínsecos da tecnologia, ainda é necessário obter uma dispersão mais homogênea dos componentes no interior das baterias e encontrar meios de estabilizar as interfaces multifásicas (sólida, gel e líquida) ao longo de ciclos prolongados. No tocante ao aspecto prático, é necessário desenvolver técnicas para ampliar a produção dos eletrólitos macios, viabilizando sua saída dos laboratórios rumo à indústria.

Assim, avanços futuros nessa área exigirão desenvolvimentos coordenados de materiais, projetos das arquiteturas das baterias e processos de fabricação em escala industrial.

Mas a equipe está otimista: "À medida que a pesquisa progride, os eletrólitos de estado sólido flexíveis estão prestes a acelerar a transição das baterias de estado sólido do laboratório para o mercado, apoiando, em última análise, o desenvolvimento de sistemas de armazenamento mais seguros e com maior densidade de energia para transportes e integração de energias renováveis."

Mais tópicos