Uma pesquisa recente descobriu que a causa principal da degradação das baterias de óxido de lítio e níquel é uma reação química que envolve átomos de oxigénio.
Investigadores da Universidade do Texas, em Dallas, fizeram uma descoberta inovadora que poderá tornar as baterias de iões de lítio mais duradouras, transformando potencialmente as indústrias de veículos elétricos (VE) e de armazenamento de energia.
O estudo, publicado na revista Advanced Energy Materials, identifica a causa principal da degradação das baterias de óxido de lítio e níquel (LiNiO₂) e propõe uma solução para melhorar a sua estabilidade.
Apesar de ser reconhecido como um material catódico promissor desde a década de 1950, o LiNiO₂ tem enfrentado desafios de comercialização devido à instabilidade estrutural e à rápida perda de capacidade durante ciclos de carregamento repetidos.
Esses problemas – causados por transições de fase irreversíveis, mistura de cátions e perda de oxigénio – limitaram a sua viabilidade para aplicações de alta densidade de energia, como EVs, eletrónicos portáteis e sistemas de armazenamento de energia em grande escala, explica o Interesting Engineering.
Recorrendo a modelos computacionais avançados, a equipa de pesquisa da UT Dallas analisou processos de nível atómico durante a fase final de carregamento das baterias LiNiO₂. Descobriram que uma reação química que envolve átomos de oxigénio leva à instabilidade do material, causando fissuras que degradam o desempenho. Para resolver este problema, propõem o reforço do cátodo com iões de carga positiva, ou catiões, que atuariam como “pilares” estruturais para evitar a degradação e melhorar a durabilidade.
“Agora que temos uma compreensão clara do motivo pelo qual isto acontece, estamos a trabalhar numa solução para que a tecnologia possa ser utilizada para proporcionar uma maior duração da bateria numa série de produtos, incluindo telefones e veículos elétricos”.
Esta pesquisa faz parte da iniciativa BEACONS, lançada em 2023, que se concentra no avanço da tecnologia de baterias. No âmbito desta iniciativa, o investigador doutorado Matthew Bergschneider está a criar um laboratório baseado na robótica para desenvolver e testar protótipos de baterias. Inicialmente, a produção em pequena escala irá aperfeiçoar o processo de síntese de materiais antes de aumentar a escala para fabricar centenas de baterias por semana.
