Até 99,9999% de eficiência Coulômbica: A nova tecnologia de bateria de Li-metal pode impulsionar EVs, smartphones e muito mais

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Shandong desenvolveu um novo material de eletrodo que não passa pelas mudanças de volume físico que fazem com que as baterias de Li-metal (lítio-metal) se degradem rapidamente. O novo material - detalhado na Nature Nanotechnology - poderia levar a baterias de Li-metal de alta densidade energética comercialmente viáveis, resultando em EVs de maior alcance e dispositivos com baterias maiores em corpos compactos.

Há muito tempo, as baterias de metal-lítio são consideradas o Santo Graal da tecnologia de baterias, pois podem armazenar mais energia por volume do que as baterias de íons de lítio. No entanto, seu desenvolvimento tem sido prejudicado por vários problemas, incluindo o problema da "mudança de volume". A questão da mudança de volume envolve a expansão e a contração dos eletrodos (principalmente nos ânodos) durante a carga e a descarga, levando a rachaduras e à degradação da célula.

O novo projeto aborda esse problema criando um hospedeiro composto para o lítio usando óxido de grafeno reduzido e óxido de zinco. Essa estrutura apresenta cavidades rígidas que retêm o lítio. Isso evita que o eletrodo geral mude de tamanho e, ao mesmo tempo, funciona como uma "armadura à prova de corrosão" que protege o lítio reativo do eletrólito corrosivo.

Os resultados foram promissores. Em testes de laboratório, o novo eletrodo permitiu uma eficiência de carga entre 99,99% e 99,9999% por quase 2.000 ciclos, excedendo em muito o limite de estabilidade necessário para uma bateria prática. Calculando com o número médio - 99,99495% - a bateria teoricamente manterá mais de 95% de sua capacidade após 1.000 ciclos. Esse cálculo não leva em conta outros fatores.

Há cerca de duas semanas, relatamos uma descoberta semelhante, realizada por uma equipe de pesquisa da KAIST e da LG Energy Solution. Essa pesquisa, publicada na Nature Energy, concentrou-se em um novo eletrólito líquido que resolve o problema dos dendritos nas baterias de Li-metal, resultando em uma bateria que poderia proporcionar uma autonomia de 500 milhas com uma carga de 12 minutos.

Os pesquisadores por trás do novo eletrodo de "mudança de volume zero" estão agora trabalhando para aprimorar seu projeto para uso comercial, visando a baterias disponíveis comercialmente por meio de parcerias do setor nos próximos 3 a 5 anos.

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