Inovação em baterias de carros elétricos: 500 milhas de alcance com 12 minutos de tempo de carregamento

Pesquisadores do Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) desenvolveram um novo eletrólito líquido que impede o crescimento de dendritos nas baterias de lítio metálico, que diferem dos modelos convencionais de íons de lítio por usarem lítio puro em vez de grafite. Essa diferença proporciona uma maior densidade de energia, o que se traduz em um alcance maior com o mesmo peso. No entanto, até agora, essas baterias têm sido prejudicadas pela formação de dendritos, estruturas cristalinas que se formam durante o carregamento e podem causar curtos-circuitos. O novo eletrólito líquido resolve esse problema ao promover a deposição uniforme de íons de lítio na superfície do ânodo. Isso evita a formação de pontos fracos onde, de outra forma, se formariam dendritos.

Tempo de carregamento e alcance recordes

Em testes de laboratório, os pesquisadores do KAIST conseguiram carregar uma bateria de 5 a 70% em apenas 12 minutos. Isso corresponde a uma autonomia de aproximadamente 800 quilômetros (pouco menos de 500 milhas). O desempenho permaneceu estável em mais de 350 ciclos de carregamento. Em uma versão mais potente, uma carga de 80% foi alcançada em 17 minutos. O professor Hee Tak Kim destaca na publicação: "Isso abre o caminho para a ampla adoção de veículos elétricos"

Comparação com os carros elétricos atuais

Os modelos de produção atuais, como o Tesla Model 3 e o Hyundai Ioniq 6, suportam capacidades de carregamento rápido entre 200 e 250 kW em estações modernas de HPC (carregador de alta potência). Na prática, eles atingem tempos de carregamento de cerca de 20 a 30 minutos para uma carga de 10 a 80%. Atualmente, as distâncias entre 400 e 600 quilômetros (250 - 370 milhas) são a norma, dependendo das variantes da bateria e das condições de condução.

800 quilômetros (500 milhas) em 12 minutos

Os valores alcançados no laboratório para baterias de lítio-metal excedem significativamente esses números: Um alcance de 800 quilômetros com um tempo de carregamento de 12 minutos corresponderia a uma potência de carregamento efetiva de mais de 400 kW. Isso faria com que os carros elétricos se aproximassem do tempo de reabastecimento dos veículos a gasolina ou a diesel pela primeira vez.

Vantagens para a mobilidade elétrica

As altas densidades de energia das baterias de lítio metálico podem possibilitar a redução do peso das baterias dos veículos ou alcançar um alcance maior com o mesmo peso. Para os usuários finais, isso significa tempos de recarga mais curtos e autonomia comparável à dos veículos convencionais, superando, assim, um obstáculo importante na usabilidade diária dos carros elétricos.

Obstáculos no caminho para a produção em série

Apesar dos impressionantes resultados de laboratório, ainda existem desafios. A segurança dos ânodos de lítio metálico deve ser garantida em condições reais, e a produção industrial de eletrólitos especiais pode ser cara. Também não se sabe qual será o desempenho das baterias em testes de longo prazo com maior número de ciclos. Somente quando essas questões forem respondidas é que os fabricantes de automóveis poderão utilizar a tecnologia em larga escala.

Perspectivas

Os resultados, apresentados em Nature Energymarcam um passo significativo em direção a carros elétricos mais potentes. Se a tecnologia puder ser transferida de forma segura e econômica para a produção em série, isso poderá mudar fundamentalmente a mobilidade elétrica nos próximos anos.