Novo material pode prolongar a vida das baterias de lítio

Novo material pode prolongar a vida das baterias de lítio de forma perceptível

Investigadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong criaram um novo material que poderá atacar um dos problemas centrais dos acumuladores lítio-metal: a formação de dendritos, que pode provocar curtos-circuitos e acelerar a degradação das baterias.

Estrutura COF de borato de cristal único como electrólito sólido

A equipa desenvolveu um borato volumétrico monocristalino sob a forma de uma estrutura orgânica covalente (COF) - um “construtor” molecular perfeitamente ordenado, em que todos os elementos ficam integrados numa única rede cristalina - com funcionamento como electrólito de estado sólido. Ao contrário da maioria das COF policrostalinhas hoje usadas, esta versão apresenta canais alinhados e bem definidos para o transporte de iões, permitindo uma deposição de lítio mais homogénea.

Segundo os investigadores, esta arquitectura ajuda a travar o crescimento de dendritos, melhora a estabilidade e reforça a segurança da bateria.

Resultados em células completas com cátodo LiFePO4

Em células completas com cátodo LiFePO4, os acumuladores mantiveram 91,8% da capacidade após 600 ciclos, enquanto a eficiência coulómbica chegou aos 99,98%. Na prática, isto significa que quase toda a energia “introduzida” na bateria durante o carregamento é efectivamente devolvida durante a descarga.

Aplicações em baterias lítio-metal de estado sólido

Os cientistas consideram que este tipo de estrutura pode representar um passo relevante rumo a baterias lítio-metal de estado sólido utilizáveis na prática, com interesse para veículos eléctricos, sistemas de armazenamento de energia e outras aplicações em que a elevada densidade energética e a durabilidade são particularmente críticas.