Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia de baterias de estado sólido que será capaz de duplicar a densidade energética dos veículos elétricos (VEs).
A autonomia dos VEs tem vindo a aumentar ao longo dos últimos anos, mas ainda é limitada pela tecnologia atual de baterias de iões de lítio com eletrólito líquido, que as torna volumosas e pesadas.
À margem de um novo estudo, publicado recentemente na ACS Energy Letters, foi proposto o uso de elétrodos de estado sólido em folhas finas e flexíveis, com apenas 30 micrómetros de espessura, capazes de armazenar até 500 watts/hora por quilograma. É o dobro da densidade energética das baterias atuais.
Como refere a Live Science, as baterias de estado sólido não têm sido suficientemente “duradouras ou escaláveis” para alimentar veículos elétricos. Além disso, os polímeros plásticos utilizados na maior parte das baterias de estado sólido têm atualmente uma condutividade inferior à dos eletrólitos líquidos, o que as torna menos eficientes.
Os investigadores do ORNL ultrapassaram estes obstáculos ao utilizarem um polímero que cria uma “película fina e elástica”, aumentando a densidade de energia, e superando tanto as baterias de estado sólido convencionais como as baterias de iões de lítio líquido.
Como explica a mesma revista, estas folhas finas permitem separar os elétrodos positivos e negativos, evitando curtos-circuitos, enquanto oferecem vias eficientes para a condução de iões.
Além disso, a utilização de eletrólitos de estado sólido à base de sulfureto – que apresenta uma condutividade semelhante à dos eletrólitos líquidos, permitindo um desempenho comparável ao das baterias de iões de lítio.
“Queremos minimizar o aglutinante de polímero porque não conduz iões. A única função do aglutinante é fixar as partículas de eletrólito na película. A utilização de mais aglutinante melhora a qualidade da película, mas reduz a condução de iões. Inversamente, a utilização de menos aglutinante melhora a condução de iões, mas compromete a qualidade da película”, excplicou, em comunicado, o líder da investigação Guang Yang.
As baterias de iões de lítio são conhecidas também pela sua volatilidade e pelos incêndios que provocam.
Contudo, a nova tecnologia de estado sólido não é volátil, eliminando assim o risco de incêndios e tornando os VEs mais seguros.
Este avanço pode revolucionar a tecnologia de baterias para automóveis elétricos, aumentando a eficiência e a segurança.
