Novo eletrólito eleva densidade energética e mantém alto desempenho até -5Pesquisadores chineses anunciaram um avanço importante na tecnologia de baterias de lítio ao desenvolver um novo sistema de eletrólito capaz de alcançar densidade energética de 700 Wh/kg. O estudo foi publicado em 25 de fevereiro na revista científica Nature e reúne equipes lideradas por Zhao Qing, da Nankai University, Chen Jun, vice-presidente executivo da mesma universidade, e Li Yong, do Shanghai Institute of Space Power Sources.
O foco da pesquisa está no eletrólito, um dos componentes mais críticos das baterias de íons de lítio. Hoje, as baterias comerciais utilizam sais de lítio dissolvidos em solventes à base de carbonatos. Nesse arranjo tradicional, a interação entre o lítio e o oxigênio do solvente permite a dissolução do sal, mas impõe limitações estruturais. A capacidade do eletrólito de se espalhar e penetrar nos materiais internos é limitada, o que exige volumes maiores e ainda prejudica a transferência de carga em temperaturas muito baixas. Na prática, a maioria das baterias começa a perder desempenho severamente em ambientes abaixo de -50 °C.
Para contornar essas barreiras, os pesquisadores desenvolveram uma nova família de solventes fluorados à base de hidrocarbonetos. A inovação consiste em substituir a coordenação lítio-oxigênio pela coordenação lítio-flúor. Segundo o estudo, essa mudança melhora a eficiência de dissolução dos sais, reduz a quantidade de eletrólito necessária e favorece a transferência de carga, inclusive em condições extremas de frio.
Com o novo sistema, a equipe conseguiu produzir células com densidade energética específica de 700 Wh/kg em temperatura ambiente. Mesmo a -50 °C, os protótipos mantiveram cerca de 400 Wh/kg, número que já supera o patamar de muitas tecnologias consideradas de próxima geração.
Para efeito de comparação, a bateria Qilin da CATL, uma das mais avançadas em produção atualmente, opera com densidade energética de sistema entre 250 e 255 Wh/kg. É provável que os 700 Wh/kg divulgados pelos pesquisadores se refiram à densidade em nível de célula, e não ao conjunto completo do pack, que inclui estrutura, sistemas térmicos e eletrônicos. Ainda assim, trata-se de um salto expressivo. Mesmo baterias de estado sólido em desenvolvimento ainda lutam para ultrapassar a marca de 400 Wh/kg.
Se os resultados de laboratório se confirmarem em escala industrial, o impacto potencial é amplo. Baterias com maior densidade energética e melhor desempenho em baixas temperaturas podem beneficiar não apenas veículos elétricos, mas também aplicações em robótica, mobilidade aérea de baixa altitude e até no setor aeroespacial.
Ainda não há indicação de quando a tecnologia poderia chegar ao mercado. Como sempre nesse tipo de avanço, o desafio não está apenas no desempenho inicial, mas na estabilidade ao longo de ciclos, na segurança e no custo de produção. Mesmo assim, o estudo sugere que as baterias líquidas tradicionais talvez ainda tenham espaço para evoluir além do que se imaginava, reduzindo a pressão imediata por uma transição total ao estado sólido.
Fonte: CNC
