Nanotecnologia pode mudar baterias de lítio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/09/2020

Esquema da camada monoatômica, que se decompõe para formar a proteção contra curto-circuitos da bateria.
[Imagem: Yue Gao et al. - 10.1038/s41560-020-0640-7]

Bateria de lítio metálico

Quando se trata de dar o passo adiante em relação à atual geração de baterias de íons de lítio, entre as primeiras candidatas na fila para sair dos laboratórios estão as baterias de lítio metálico.

"A bateria de metal de lítio é a próxima geração das baterias, depois das baterias de íons de lítio. Ela usa um anodo de lítio e tem maior densidade de energia, mas tem problemas com crescimento dendrítico, baixa eficiência e baixo ciclo de vida," ressalta o professor Donghai Wang, da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA.

Mas Wang e seus alunos já têm uma carta na manga para resolver esses problemas: uma camada monoatômica que se estrutura sozinha - a chamada automontagem - e que é eletroquimicamente ativa.

Depois de depositada sobre a bateria, a monocamada se decompõe em componentes precisos, capazes de proteger a superfície do anodo de lítio, evitando que ele desenvolva os dendritos, que fazem a bateria entrar em curto-circuito e deixar de funcionar.

"A chave é ajustar a química molecular para se automontar na superfície," disse Wang. "A monocamada fornecerá uma boa interface para o eletrólito sólido durante o carregamento e protegerá o anodo de lítio."

Proteção contra curtos na bateria

A monocamada é depositada sobre uma fina camada de cobre. Quando a bateria é carregada, o lítio atinge a monocamada e se decompõe, formando uma camada interfacial estável. Uma parte do lítio é depositada no cobre, junto com a camada restante, e a porção decomposta da camada original se reforma no topo do lítio, protegendo o lítio e evitando a formação de dendritos.

De acordo com os pesquisadores, essa tecnologia pode aumentar ainda mais a capacidade de armazenamento da bateria e pode aumentar o número de vezes que a bateria pode ser carregada.

O número de recargas realmente aumentou, mas ainda está na casa de algumas poucas centenas de vezes - a convenção é que uma bateria deve atingir pelo menos 1.000 ciclos de carga e descarga para se tornar comercialmente viável.

• Bateria ar-lítio agora pode respirar diretamente do ar

Mais tópicos