Cientistas americanos resolveram o problema da degradação da bateria do futuro

As baterias de metal de lítio são consideradas uma das mais promissoras para veículos elétricos. A capacidade máxima teórica das baterias de metal de lítio é mais do que o dobro das baterias de íon de lítio. As baterias do futuro serão capazes de armazenar até 500 Wh / kg, o que dobrará a quilometragem dos carros elétricos com uma única carga de bateria. O problema da rápida degradação das baterias com lítio puro no ânodo permaneceu, mas os americanos o enfrentaram.

Fonte da imagem: Jie Xiao / Pacific Northwest National Laboratory

Pesquisadores do Laboratório Nacional do Pacífico do Departamento de Energia dos EUA (PNNL) descobriram que é possível estender a vida útil das baterias de metal de lítio sem degradação significativa do ânodo. Anteriormente, foi proposto aplicar uma camada mais espessa de lítio ao ânodo para isso. Mas os processos químicos no curso de muitos ciclos de carga e descarga ainda destruíram o lítio e, como resultado, o ânodo, o que levou a uma rápida diminuição da capacidade.

O segredo por trás do novo desenvolvimento do PNNL está no uso de tiras finas de lítio no ânodo em vez de uma camada espessa sólida. Como se viu, as tiras com espessura de 20 mícrons criam tais condições para reações químicas no ânodo, nas quais a degradação do material é significativamente reduzida (artigo na Nature Energy).

Construído com base neste princípio, o ânodo de uma bateria de metal de lítio resistiu a 600 ciclos de recarga e reteve 76% de sua capacidade. A densidade de energia do protótipo da bateria também é impressionante – 350 Wh / kg, que é definitivamente maior do que a das melhores baterias de íon de lítio comerciais hoje (250-300 Wh / kg). No entanto, esta bateria ainda não entrará em produção. Os cientistas estão se esforçando para primeiro trazer a densidade de armazenamento de energia para 500 Wh / kg, o que justificará a transição para novos dispositivos de armazenamento de energia.

É preciso dizer que este não é o único estudo que promete aproximar o rendimento das baterias de metal de lítio. Pessoas da Universidade de Stanford percorreram muito o caminho para comercializar esse tipo de bateria. Os inventores criaram a startup QuantumScape e levantaram dinheiro de Bill Gates e Volkswagen. A planta de baterias de metal de lítio QuantumScape deve começar a produzir no final do ano que vem. Não demorará muito para esperar.