Uma equipa de investigadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Daegu Gyeongbuk (DGIST), na Coreia do Sul, criou uma bateria de lítio-metal (diferente das mais comuns de iões de lítio) que, além de prometer maior longevidade, consegue autoextinguir-se caso ocorra um incêndio.
Nos sistemas convencionais, os cientistas continuam a enfrentar vários entraves - desde limitações de desempenho até problemas críticos como as dendrites, frequentemente apontadas como o principal fator por detrás de ignições indesejadas.
Bateria de lítio-metal do DGIST: eletrólito sólido polimérico com três camadas
Para atacar este ponto, a equipa liderada pelo professor Lee Jung-ho e pelo Dr. Kim Jae-hyun concentrou-se no desenvolvimento de uma bateria baseada num “eletrólito sólido polimérico com três camadas”. A ideia passa por atribuir uma função específica a cada camada do eletrólito, elevando de forma substancial tanto a segurança como a eficiência do conjunto.
Na prática, a camada central foi concebida para oferecer maior resistência térmica. Já as duas camadas exteriores foram otimizadas para favorecer a deslocação dos iões de lítio e, ao mesmo tempo, apoiar a dissipação do calor.
De acordo com os responsáveis, esta arquitetura “permite um aumento das taxas de transferência de energia, que impede, de forma eficaz, a formação dendrítica”.
Dendrites: porque surgem e como afetam a segurança
As dendrites formam-se quando “não há tempo para o lítio se difundir facilmente para onde precisa, ficando «à porta»”, o que acaba por gerar depósitos irregulares e desorganizados.
Aditivos do eletrólito: DBDPE, zeólito e LiTFSI
Ainda assim, a solução não assenta apenas na estrutura em camadas. O eletrólito incorpora também componentes específicos: o Decabromodifenil etano (DBDPE), um retardante de chama que contribui para reduzir o risco de incêndio; o zeólito, usado para aumentar a robustez do eletrólito; e uma elevada concentração de sal de lítio (LiTFSI), “para facilitar o rápido movimento dos iões”.
Os primeiros testes
Após mil ciclos de carga e descarga, esta nova bateria manteve cerca de 87,9% do seu desempenho, um resultado pouco comum. Em condições semelhantes, é habitual que baterias convencionais preservem apenas 70%-80% do desempenho.
Num veículo elétrico com 500 km de autonomia (ciclo WLTP), isto traduz-se em que, ao fim de 500 mil km percorridos, a bateria continuaria a permitir uma autonomia até 439 km.
A expectativa é que estas baterias venham a ser aplicadas não só em automóveis, como também em telemóveis inteligentes e em sistemas de armazenamento de energia à escala industrial.
“Espera-se que esta pesquisa faça uma contribuição significativa para a comercialização de baterias de lítio, utilizando eletrólitos (polímero sólido), ao mesmo tempo que proporcionam uma maior estabilidade e eficiência para os dispositivos de armazenamento de energia.”
Dr. Kim Jae-hyun
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