Baterias de íon de lítio podem durar mais
Fotografia artística Shutterstock/Bokeh
Pode ser possível prolongar a vida útil das baterias de íons de lítio usando produtos químicos padrão e de baixo custo.
As baterias de íon-lítio são construídas com um separador poroso imprensado entre um eletrodo negativo e um eletrodo positivo. Ele está imerso em um eletrólito que permite que os íons de lítio se desloquem entre os eletrodos durante a carga e a descarga.
No eletrodo negativo, o eletrólito se decompõe para formar uma fina camada protetora que mantém a bateria estável e prolonga sua vida útil.
Wang Chunsheng A formação de uma camada protetora semelhante no cátodo sempre foi considerada muito difícil porque as condições elétricas são diferentes, criando um ambiente mais reativo e causando a quebra dos eletrólitos tradicionais antes que um revestimento estável possa se formar, de acordo com os pesquisadores da Universidade de Maryland.
Wang e seus colegas usaram uma reação simples emprestada da química orgânica para superar esse obstáculo. Esta reação torna o eletrólito mais “aceitável” aos elétrons e induz sua decomposição em um processo controlado, formando uma camada protetora estável no cátodo.
“Ao controlar em nível molecular como o eletrólito se decompõe, conseguimos controlar com precisão a camada protetora que se forma no cátodo”, diz ele. Zhang Xiyuepesquisador de pós-doutorado do grupo de Wang.
As reações químicas também são flexíveis. A camada cátodo-eletrólito resultante pode ser adaptada para ser mais protetora, protegendo fortemente o cátodo, ou menos protetora, fornecendo menos proteção, mas permitindo reações eletroquímicas mais rápidas e fornecendo energia adicional. Isso significa que a bateria pode ser otimizada para fornecer potência e energia máximas ou maior vida útil e estabilidade.
“Se conseguirmos garantir a formação[da camada eletrolítica catódica]será um passo para garantir ciclos mais longos da bateria”, afirma. Michel Armando No CIC energiGUNE, centro de investigação em armazenamento de energia em Espanha. Dado que Wang e seus colegas modificaram o design da bateria usando procedimentos químicos estabelecidos, tal bateria deveria ser segura e fácil de fabricar, disse Armando.
Atualmente não está claro exatamente quanto a nova abordagem pode prolongar a vida útil das baterias de íons de lítio, mas isso deverá ficar mais claro mais tarde no desenvolvimento da tecnologia.
“Este é um ajuste relativamente simples às baterias existentes”, diz Wang. “Após testes de segurança e de ciclo de longo prazo, esta abordagem poderia realisticamente chegar aos consumidores.”
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