Uma equipe de pesquisadores da Universidade Técnica da Geórgia em Atlanta (Estados Unidos) desenvolveu um eletrólito emborrachado de um elastômero de borracha que dotado de condutividade elétrica. Graças a essas propriedades, quando usado em células de bateria de veículos elétricos você pode obter maior durabilidade e segurança, semelhantes às oferecidas pelas baterias de estado sólido . Este eletrólito resolve simultaneamente seus dois principais problemas, o fragilidade e irregularidade da interface eletrólito-eletrodo, além de aumentar sua autonomia aumentando a condutividade iônica.
baterias de íon de lítio Eles são atualmente a tecnologia usada pela maioria dos fabricantes para alimentar tudo, desde pequenos dispositivos eletrônicos, como telefones celulares, até grandes veículos elétricos. Esta tecnologia oferece o melhor compromisso entre os diferentes parâmetros que caracterizam este componente: capacidade energética, peso e volume, potência, velocidade de recarga e, fundamentalmente, segurança.
No entanto, neste último aspecto, e devido ao aumento da potência de recarga necessária para reduzir os tempos de espera deste processo, cada vez mais sistemas de controle mais sofisticados. A criação de dendritos de lítio nos eletrodos alimenta o risco de descontrole térmico quando superaquecido podendo levar a incêndio e até explosão da bateria. A pessoa responsável por ela é eletrólito líquido que está dentro, através do qual os íons de lítio viajam.
Por essa razão, o baterias de eletrólito sólido são mostrados como a tecnologia chamada para resolver este problema. A busca está focada em encontrar um material que permita que os íons de lítio viajem por ele e que não pegue fogo. A maioria das propostas é baseada em materiais cerâmicos que muitas vezes são quebradiços e fazem com que a interface entre eles e os eletrodos se torne irregular, diminuindo a condutividade dos íons.
O professor Seung Woo Lee (à esquerda) e Michael J. Lee (à direita) são os criadores do eletrólito de polímero sólido (material de borracha) que é mais barato e seguro do que os materiais de bateria de estado sólido de cerâmica. Foto: Tecnologia da Geórgia.
Para encontrar uma alternativa a este tipo de materiais, o equipe de pesquisadores da Georgia Tech University criou um eletrólito elastômero de borracha isso é sobre resolva esses dois problemas do eletrólito sólido. Por ser um material emborrachado, ele se adapta aos movimentos sem quebrar e também cria uma interface suave com os eletrodos. Essa estabilidade mantém sua alta condutividade e também evita o crescimento de dendritos de lítio.
No entanto, não é a parte emborrachada em si a responsável pela condução elétrica. Nele estão embutidos cristais de plástico condutores feitos de um material chamado succinonitrilo. Ou seja, o elastômero fornece apenas uma arquitetura em três dimensões para dar ao eletrólito sua forma e estabilidade.
No artigo publicado na revista Natureza , os pesquisadores oferecem o resultado de seu trabalho. Nos testes, as baterias de lítio metálico feitas com o novo eletrólito conseguiram operar com tensão de 4,5 V em temperatura ambiente, com capacidade de 93 mAh e praticamente sem degradação de capacidade ao longo dos 1.000 ciclos de teste. Também não houve sinais de formação de dendritos após 100 ciclos.
O desenvolvimento de produtos ainda tem espaço para melhorias. A equipe está investigando como aumentar os ciclos de carga e recarga e a condutividade iônica. Michael Lee, principal autor do estudo, explica que esse recurso significa que é possível “movimentar mais íons ao mesmo tempo, o que aumenta a energia específica e a densidade de energia das baterias e se traduz diretamente em um maior alcance do veículo elétrico. .”