Baterias de eletrólito sólido prometem melhor desempenho, mas ainda são caras de fabricar. Cientistas de todo o mundo, incluindo cientistas do Japão, estão a trabalhar na redução do custo do processo. Um grupo da Terra do Sol Nascente disse ter encontrado uma maneira de reduzir o custo de fabricação de baterias eletrolíticas sólidas e pretende colocá-las em fase comercial antes do final da década.
Fonte da imagem: Kento Fukui/asia.nikkei.com
A Agência de Ciência e Tecnologia do Japão estima que o equipamento de produção para a fabricação de baterias de estado sólido custará de 10 a 20 vezes mais do que o equipamento para a fabricação de baterias modernas de íons de lítio. Com uma produção desenvolvida de baterias convencionais de lítio, nenhum dos fabricantes fará tais despesas. Uma equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Tóquio, liderada pelo professor associado Shintaro Yasui, decidiu desenvolver um eletrólito sólido que pudesse ser aplicado como revestimento sem a necessidade de equipamento especial.
O principal problema é que a fabricação de baterias de estado sólido, em muitos aspectos, deve ser realizada sem acesso ao ar (oxigênio e vapor d’água). Caso contrário, o material eletrolítico será destruído. Criar um ambiente de vácuo para produção em larga escala não é uma tarefa barata, que deve ser evitada em todos os casos.
Pesquisadores japoneses encontraram uma saída em um composto de lítio, boro e oxigênio, que forma uma suspensão no processo de moagem usando uma tecnologia especial e mistura com água e sais de lítio não voláteis e não inflamáveis. Esta suspensão é aplicada ao material do cátodo e do ânodo. Devido ao estado viscoso, o material se ajusta perfeitamente a ambos os eletrodos, proporcionando contato firme em toda a superfície. Tudo isso é seco ao ar livre e depois combinado em uma bateria.
As características da bateria resultante foram medidas sob uma pressão de cerca de 3 atmosferas e uma tensão operacional de 2,4 V. O principal indicador de eficiência eletrolítica – condutividade iônica – foi de 5,9 mS/cm (milisiemens por centímetro), o que pode ser considerado bastante alto indicador para eletrólitos de estado sólido. A bateria experimental resistiu a até 300 ciclos de carga, e os cientistas pretendem elevar esse parâmetro para 1.000 ciclos.
Não sem desvantagens. A tecnologia e a mistura desenvolvidas revelaram-se relativamente suscetíveis a temperaturas bastante baixas. Assim, a bateria experimental entrou em colapso quando aquecida a 140°C. Os cientistas ainda têm muito que resolver, mas dentro de cerca de 10 anos prometem levar a tecnologia para a produção de baterias de estado sólido em condições normais sem vácuo a um nível comercialmente acessível.