As baterias de estado sólido são de grande interesse para a indústria de veículos elétricos e também de sistemas de armazenamento de energia. Cientistas das universidades de Chalmers, em Gotemburgo, Suécia, e de Xi'an Jiaotong, na China, anunciaram esta semana uma nova maneira de torná-las mais próximas de aplicações em larga escala: uma intercamada feita de um material que pode ser facilmente espalhado, e que aumenta em 10 vezes a densidade de corrente além de melhorar o desempenho e a segurança.

“Essa intercamada torna a célula da bateria significativamente mais estável e, portanto, capaz de suportar densidade de corrente muito maior. E é muito fácil aplicar essa massa macia no anodo de lítio metálico da bateria — é como espalhar manteiga em um sanduíche ”, diz o pesquisador Shizhao Xiong, do Departamento de Física de Chalmers. Os resultados foram apresentados no mês passado na revista científica Advanced Functional Materials.

As baterias de estado sólido podem revolucionar o armazenamento de energia, em especial no transporte elétrico. Ao contrário das atuais baterias de íons de lítio, as baterias de estado sólido possuem um eletrólito sólido e, portanto, não contêm líquidos inflamáveis ​​ou prejudiciais ao meio ambiente.

Simplificadamente, uma bateria de estado sólido é uma espécie de "sanduíche seco" em que a fatia de pão é representada por uma camada de lítio metálico (o anodo) e o recheio por uma substância cerâmica dura (o eletrólito sólido) colocada sobre a "fatia" (veja ilustração). Mas o "sanduíche" é tão seco que é difícil mantê-lo unido, além de existirem problemas de compatibilidade entre o "pão" e o "recheio". Por conta disso, há muita pesquisa em todo o mundo voltada a desenvolver soluções adequadas.

O material com textura parecida à da manteiga, criado pelos pesquisadores de Chalmers e Xi'an Jiaotong, é feito de nanopartículas do eletrólito cerâmico LAGP (Li1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3) misturadas a um líquido iônico. O líquido encapsula as partículas e confere à intercamada propriedades de maciez e proteção. O material cumpre várias funções e pode ser espalhado facilmente.

Embora o potencial das baterias de estado sólido seja bem conhecido, ainda não há uma maneira estabelecida de torná-las suficientemente estáveis, especialmente em altas densidades de corrente, quando muita energia é extraída de uma célula muito rapidamente, ou seja, durante cargas ou descargas rápidas. Os pesquisadores de Chalmers veem grande potencial nesse desenvolvimento da nova intercamada.

"Este é um passo importante no caminho para a fabricação em larga escala de baterias econômicas, seguras e ambientalmente amigáveis que ofereçam alta capacidade e possam ser carregadas e descarregadas a taxas altas", diz Aleksandar Matic, professor do Departamento de Física de Chalmers, que prevê que as baterias de estado sólido estarão no mercado dentro de cinco anos.

O artigo científico publicado na Advanced Functional Materials pode ser lido em https://doi.org/10.1002/adfm.202001444



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