A Alemanha criou uma bateria de metal de lítio com densidade recorde de armazenamento de energia – duas vezes melhor que a de íon de lítio

Pesquisadores do Helmholtz Institute em Ulm (HIU) publicaram um artigo na revista Joule, que falava sobre uma combinação promissora de um cátodo e um eletrólito de uma bateria de metal de lítio. A nova solução possibilitará a produção de baterias com densidade recorde de 560 Wh / kg, que é o dobro das baterias modernas de lítio. Mas isso não é tudo. As novas baterias retêm 88% da capacidade mesmo após 1000 ciclos de carga e descarga.

Fonte da imagem: Amadeus Bramsiepe, KIT

Não é segredo que as baterias de metal de lítio superam o íon de lítio em termos de densidade de armazenamento de energia, mas a estabilidade das primeiras deixa muito a desejar. No processo de carga e descarga, os eletrodos tradicionais com alto teor de cobalto ficam cobertos por microfissuras, nas quais o eletrólito penetra e agrava a destruição. Era necessário encontrar tal combinação de materiais de eletrodos com eletrólito, que não causasse a destruição da bateria e perda de capacidade.

No decorrer dos experimentos, uma solução foi encontrada em uma estrutura especial em camadas do cátodo de uma bateria de metal de lítio com baixo teor de cobalto. Na verdade, o novo material do cátodo tinha um conteúdo de níquel incomumente alto (NCM88). Além disso, em vez do eletrólito tradicional LP30 baseado em compostos orgânicos, foi utilizado um eletrólito líquido não volátil e não inflamável com dois ânions (ILE). A combinação do cátodo NCM88 e do eletrólito ILE mostrou-se extremamente promissora, permitindo a ambos atingir uma densidade recorde de armazenamento de energia e baixo desgaste da bateria durante a operação.

Comparação de cátodos antigos e novos em 1000 ciclos de carga e descarga. Fonte da imagem: Fanglin Wu und Dr. Matthias Künzel, KIT / HIU

A eficiência de Coulomb, que mostra a relação entre a energia extraída e armazenada, foi em média de 99,94%. “Como a bateria em exibição também é altamente segura”, disse a agência em um comunicado à imprensa, “os pesquisadores de Karlsruhe e Ulm deram um passo importante em direção à mobilidade neutra em carbono.”