Os chineses dobraram a capacidade das baterias de íon-lítio produzidas em massa simplesmente substituindo o eletrólito.

Cientistas chineses publicaram um artigo na revista Nature que pode desencadear uma revolução nas baterias de íon-lítio. Um novo eletrólito, testado em laboratório, demonstrou um aumento de duas vezes na capacidade em comparação com as baterias de íon-lítio padrão. O design da bateria e dos eletrodos permaneceu praticamente inalterado, sugerindo um avanço significativo no mercado de armazenamento de energia.

Fonte da imagem: ETH Zurich

Pesquisadores da Universidade de Nankai e do Instituto de Fontes de Energia Espacial de Xangai anunciaram o desenvolvimento. A indústria espacial está extremamente interessada nessas baterias. Além de dobrar sua capacidade, elas provaram ser resistentes a baixas temperaturas, demonstrando um desempenho significativamente melhor do que as baterias de lítio tradicionais.

As baterias comerciais atuais têm uma densidade de energia de aproximadamente 250–300 Wh/kg, enquanto o novo desenvolvimento se aproxima de níveis de 500–700 Wh/kg e superiores. Isso permite um aumento significativo na autonomia ou uma redução no peso e volume da bateria, mantendo a mesma autonomia. Usando essa bateria aprimorada, os veículos elétricos poderão percorrer mais de 1.000 km sem recarregar.

“Enquanto as baterias de lítio convencionais podem perder até dois terços de sua capacidade em baixas temperaturas, nossa bateria mantém uma alta densidade de energia — quase 400 watts-hora por quilograma — mesmo a -50 graus Celsius”, disseram os desenvolvedores em uma entrevista recente na televisão nacional.

Qual é o segredo por trás desse novo desenvolvimento? A inovação reside na criação de um novo tipo de eletrólito que permite um armazenamento de energia significativamente maior por unidade de massa. Tradicionalmente, as baterias de lítio utilizam um eletrólito à base de solventes de carbonato. Isso cria ligações fortes entre o oxigênio e os carbonatos, dificultando a mobilidade dos íons de lítio. No novo desenvolvimento, a composição do eletrólito foi substituída por um solvente de carbono fluorado, que cria ligações mais fracas entre os carbonatos e o flúor (deslocando-os).(da ligação do oxigênio), o que aumenta a condutividade dos íons, já que sua ligação com os carbonatos é enfraquecida.

A essência da descoberta reside na substituição do oxigênio por flúor na base do solvente, visto que o flúor já é amplamente utilizado em baterias de íon-lítio na forma de sais e, aliás, está associado a riscos ambientais e sanitários — é uma substância altamente prejudicial à saúde humana. No entanto, o flúor estabiliza o desempenho da bateria e seu uso é essencial para sua produção. Independentemente disso, cientistas chineses propuseram uma maneira interessante de efetivamente dobrar a capacidade da bateria sem alterar radicalmente sua tecnologia de produção. Será interessante ver aonde isso levará.