Nova bateria de lítio sólido supera os modelos atuais em durabilidade e tempo de recarga, mantendo 80% de sua capacidade mesmo após seis mil ciclos

A aplicação dessa nova bateria de lítio sólido pode aumentar significativamente o alcance dos carros elétricos, tornando-os mais práticos e atraentes para os consumidores.

Pesquisadores da Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) alcançaram um marco significativo na tecnologia de baterias. Eles desenvolveram uma bateria de metal de lítio sólido que se destaca não apenas por sua capacidade de ser recarregada e descarregada pelo menos seis mil vezes, mas também pela rapidez com que pode ser recarregada em cerca de dez minutos.

Este desenvolvimento promete transformar principalmente o setor de veículos elétricos, oferecendo maior durabilidade e eficiência.

Desafios e soluções inovadoras

O Problema dos Dendritos

Um dos maiores desafios no desenvolvimento de baterias de lítio sólido é a formação de dendritos. Estas estruturas, que crescem na superfície do ânodo, podem perfurar a barreira entre o ânodo e o cátodo, causando curto-circuito ou até incêndios.

Os dendritos se formam quando os íons de lítio se movem do cátodo para o ânodo durante o carregamento, criando uma superfície irregular no ânodo, que pode levar a falhas no dispositivo.

Para superar esse desafio, a equipe de pesquisa utilizou partículas de silício no ânodo. Essas partículas restringem a reação de litiação, promovendo um revestimento homogêneo de metal de lítio ao redor do núcleo de silício.

Este processo, diferente da química das baterias de íon de lítio líquido, cria uma superfície homogênea que impede o crescimento de dendritos. Além disso, esse design permite que a bateria seja recarregada rapidamente.

A nova bateria de lítio sólido já foi licenciada e os pesquisadores planejam construir uma versão de tamanho grande para testes adicionais

A pesquisa da SEAS, publicada na revista Nature Materials, não só abre novos caminhos para o entendimento dos materiais utilizados em baterias sólidas, mas também aponta para um futuro onde os veículos elétricos podem ter um tempo de vida comparável ao dos carros a gasolina – de 10 a 15 anos – sem a necessidade de substituição da bateria.

Além disso, com alta densidade de corrente, as baterias poderiam permitir que os veículos elétricos fossem totalmente carregados em apenas 10 a 20 minutos.

Enquanto a capacidade de produção em massa a um custo inferior às baterias de íon de lítio convencionais continua sendo um desafio, a equipe da Harvard está ciente desta realidade e mantém-se otimista quanto à superação dessas barreiras. A tecnologia já foi licenciada para a Adden Energy, uma startup co-fundada por Xin Li e três ex-alunos de Harvard.

Este avanço representa um grande passo para a indústria de baterias e veículos elétricos, prometendo uma era de maior eficiência energética e sustentabilidade. A escalabilidade e a viabilidade comercial ainda são desafios a serem superados, mas o potencial impacto dessa inovação é inegável.

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