É por isso que as baterias de íon-lítio falham
Pesquisadores do Reino Unido dizem que as baterias de íon-lítio provavelmente dominarão o mercado de veículos elétricos em um futuro previsível. (Imagem por JCT 600, Flickr).
Pesquisadores das Universidades de Cambridge e Liverpool identificaram um novo mecanismo potencial de degradação para baterias de veículos elétricos - um passo fundamental para desenvolver métodos eficazes para melhorar a vida útil das baterias.
Em um artigo publicado na revista Nature Materials, os cientistas dizem que monitoraram mudanças em materiais de bateria ricos em níquel em tempo real ao longo de vários meses de testes de bateria. Em seguida, eles usaram a tecnologia laser para projetar uma nova célula tipo moeda, também conhecida como célula-botão.
“Este projeto oferece uma nova possibilidade de estudar os mecanismos de degradação durante um longo período de ciclos para muitos químicos de bateria”, disse Chao Xu, o primeiro autor do estudo, em um comunicado à mídia.
De acordo com Xu, após realizar observações sistemáticas, sua equipe notou que uma proporção do material do cátodo fica cansada após cargas e descargas repetitivas da célula, e a quantidade do material fatigado aumenta à medida que o ciclo continua.
Depois de testemunhar isso, Xu e seus colegas mergulharam fundo na estrutura do material na escala atômica para buscar respostas sobre por que tal processo de fadiga ocorre.
“Para funcionar totalmente, os materiais da bateria precisam se expandir e encolher conforme os íons de lítio se movem para dentro e para fora”, disse Xu. “No entanto, após o uso prolongado, descobrimos que os átomos na superfície do material haviam se reorganizado para formar novas estruturas que não são mais capazes de armazenar energia.”
Os cientistas disseram que o que é pior é que essas áreas da superfície reconstruída aparentemente agem como estacas que prendem o resto do material no lugar e o impedem da contração necessária para atingir o estado de carga total. Como resultado, o lítio permanece preso na rede e esse material desgastado pode reter menos carga.
Diante desses resultados, os pesquisadores estão agora buscando contramedidas eficazes, como revestimentos de proteção e aditivos eletrolíticos funcionais, para mitigar esse processo de degradação e estender a vida útil dessas baterias.
