Três camadas para multiplicar a segurança: este é o princípio por trás de uma nova tecnologia que promete tornar as baterias de lítio mais seguras do que nunca. Uma equipe de pesquisa desenvolveu um eletrólito de camada tripla que não apenas evita incêndios e explosões, mas também melhora o desempenho e a vida útil da bateria. Como funciona? Vamos ver juntos.
O desafio da segurança
Como você sabe, as baterias convencionais de lítio possuem limitações estruturais que comprometem seu desempenho e segurança. O principal problema é o contato não ideal com os eletrodos e a formação de dendrites, estruturas semelhantes a árvores que crescem durante os ciclos de carga e descarga. Esses acúmulos podem interromper as conexões da bateria, podendo causar incêndios e explosões.
É um grande problema. Porque, se é verdade que os carros elétricos pegam fogo mais raramente do que os de combustíveis fósseis (você diria isso?) é igualmente verdade que o fogo que surge em torno de uma bateria elétrica é muito difícil de apagar.
A inovação da tripla camada
Para resolver os problemas críticos “ardentes” das baterias elétricas, a equipe de pesquisa desenvolveu, como mencionado, esta inovadora estrutura de camada tripla para o eletrólito. Cada camada desempenha uma função específica, melhorando significativamente a segurança e a eficiência da bateria.
O eletrólito, para ser mais preciso, incorpora três componentes principais: o decabromodifeniletano (DBDPE) para prevenir incêndios, o zeólito para aumentar a resistência do eletrólito e uma alta concentração de sal de lítio LiTFSI para facilitar o movimento rápido de íons.
Uma estrutura inteligente
A bateria de camada tripla possui uma camada intermediária robusta que aumenta sua resistência mecânica, enquanto sua superfície externa macia garante excelente contato com os eletrodos. Esta configuração permite um movimento mais rápido dos íons de lítio, melhorando as taxas de transferência de energia e prevenindo efetivamente a formação de dendritos.
A bateria desenvolvida pela equipe de pesquisa manteve aproximadamente 87,9% de seu desempenho após 1.000 ciclos de carga e descarga, demonstrando uma melhoria notável na durabilidade
em comparação com baterias tradicionais, que normalmente mantêm 70-80% de seu desempenho.
Propriedades do fogo
A característica mais inovadora desta bateria de camada tripla é precisamente sua capacidade de autoextinguir-se em caso de incêndio, reduzindo significativamente os riscos de segurança. Esta propriedade torna-o particularmente adequado para uma ampla gama de aplicações, desde dispositivos portáteis, como smartphones e wearables, até veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia em grande escala.
O médico Kim, um dos pesquisadores envolvidos no projeto, comentou positivamente os resultados:
Espera-se que esta pesquisa contribua significativamente para a comercialização de baterias de lítio utilizando eletrólitos poliméricos sólidos, ao mesmo tempo que proporciona maior estabilidade e eficiência aos dispositivos de armazenamento de energia.
A pesquisa foi publicada na revista Pequeno, e eu linko aqui.
Um passo em direção à revolução energética
A bateria de camada tripla é um avanço significativo na tecnologia de baterias. A combinação de maior segurança, melhor desempenho e durabilidade superior poderá acelerar a adoção de veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia, contribuindo para a transição para um futuro energético mais sustentável.
As aplicações potenciais desta tecnologia de camada tripla são vastas e podem transformar inúmeras indústrias. Desde a electrónica de consumo aos veículos eléctricos e aos sistemas de armazenamento de energia à escala industrial, esta inovação promete tornar toda a cadeia de valor energético mais segura e mais eficiente.
Apostaremos, porém, que nem ela conseguirá “esfriar” a polêmica entre os defensores da energia elétrica e os dos combustíveis fósseis?
