O uso de cerâmica, permite dobrar a capacidade energética das baterias de lítio e eliminar o risco de incêndio


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A cerâmica permitiu dobrar a densidade de energia das baterias de lítio.
Imagem: Nathan J. Taylor

Uma nova tecnologia de bateria recarregável, pode dobrar a potência das células de iões de lítio actuais.
A promessa é, sem ocupar nenhum espaço adicional, aumentar drasticamente a autonomia dos veículos elétricos e o tempo entre recargas dos telefones celulares.

Utilizando um eletrólito de cerâmica de estado sólido, Nathan Taylor e seus colegas da Universidade de Michigan, nos EUA, conseguiram tirar proveito de toda a potência das baterias de lítio metálico sem os históricos problemas de baixa durabilidade e de curtos-circuitos.

As baterias de lítio metálico foram deixadas de lado pela tecnologia actual, que usa electrodos de carbono, justamente pela formação de estrutura nanoscópicas, chamadas dendritos, que causam curtos-circuitos.
A introdução da cerâmica promete mudar tudo isto.

"Isto pode mudar as regras do jogo, numa mudança de paradigma no funcionamento de uma bateria," disse o professor Jeff Sakamoto, coordenador da equipa.

A potência das baterias

Há muitas vantagens no retorno às baterias de lítio metálico.
A grafite usada nos electrodos das baterias actuais, podem conter apenas um ião de lítio por cada seis átomos de carbono, o que dá uma capacidade específica de aproximadamente 350 miliamperes por grama (mAh/g).
O metal de lítio numa bateria de estado sólido tem uma capacidade específica de 3.800 mAh/g.

As baterias actuais de iões de lítio atingem uma densidade total de energia à volta de 600 watts-hora por litro (Wh/L) no nível da célula.
Em princípio, as baterias de estado sólido podem atingir 1.200 Wh/L.

Para resolver o problema da combustão das baterias de lítio metálico, Taylor criou uma camada de cerâmica que estabiliza a superfície do electrodo, evitando que os dendritos se formem e impeçam, que as baterias ardam se forem muito solicitadas.

A cerâmica permite, que as baterias aproveitem os benefícios do metal de lítio, (densidade de energia e alta condutividade), sem os perigos de incêndio ou degradação ao longo do tempo.

"O que descobrimos é uma abordagem diferente ao estabilizar fisicamente a superfície metálica de lítio com uma cerâmica," disse Sakamoto.
"A cerâmica não é um combustível.
Nós fizemos isto a mais de 980 graus Celsius no meio ambiente.
“Se não há líquido, que é o que normalmente alimenta a bateria, não existe combustível e por conseguinte não existindo combustível não vai existir combustão."

SIT