Uma equipe de pesquisadores chineses fez um grande avanço no campo das baterias ao desenvolver um modelo de bateria de estado sólido que promete ser muito mais acessível.
Esse novo design foi criado pela Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) e apresenta um desempenho equivalente ao das tecnologias de baterias mais avançadas disponíveis atualmente, mas a um custo muito menor, inferior a 10% do preço original.
A chave para essa inovação está na invenção de um novo eletrólito sólido, que elimina a necessidade do caro sulfeto de lítio (Li2S). Este eletrólito revolucionário permitiu a criação de um design de bateria que mantém a eficiência e a confiabilidade das baterias tradicionais, mas com uma redução significativa nos custos de produção.
Com essa tecnologia, espera-se que as baterias de estado sólido se tornem mais acessíveis, possibilitando seu uso em uma gama mais ampla de aplicações, desde dispositivos eletrônicos até veículos elétricos, contribuindo para um futuro mais sustentável e economicamente viável.
Baterias de estado sólido
De acordo com um comunicado, este desenvolvimento aproxima a China de sua meta de liderar a corrida para introduzir o que muitos consideram o futuro da tecnologia de baterias recarregáveis.
Diferentemente das baterias tradicionais, que utilizam eletrólitos líquidos ou em gel para a condução iônica entre os eletrodos, as baterias de estado sólido empregam eletrólitos sólidos, proporcionando várias vantagens.
As baterias de estado sólido prometem superar as limitações de capacidade e segurança presentes nas baterias tradicionais de íons de lítio. Os eletrólitos sólidos de sulfeto têm um papel fundamental nesse avanço, oferecendo maior eficiência e segurança.
Além disso, essas baterias podem usar óxidos ou sulfetos como cátodo para aumentar a densidade de energia. Os sulfetos, devido ao seu desempenho superior, são geralmente considerados a opção mais promissora para o futuro das baterias totalmente de estado sólido.
No entanto, o alto custo dos sulfetos tem sido uma barreira significativa para sua ampla adoção prática. Com a nova tecnologia desenvolvida, a China está cada vez mais próxima de solucionar esse problema de custo, tornando as baterias de estado sólido mais acessíveis e viáveis para uso em larga escala.
Isso pode transformar o mercado de baterias, abrindo caminho para dispositivos eletrônicos mais duráveis e veículos elétricos mais eficientes e seguros, além de contribuir para um futuro mais sustentável.
Custos reduzidos
O custo dos eletrólitos sólidos de sulfeto geralmente ultrapassa US$ 195 por quilo, muito acima do limite de US$ 50 por quilo necessário para sua adoção em larga escala. Especialistas apontam que esse desafio de custo se deve ao complexo processo de síntese desses eletrólitos, que depende fortemente do caro sulfeto de lítio (Li2S).
Ma Cheng, pesquisador da UTSC explicou que “Embora pesquisadores em todo o mundo estejam se esforçando para reduzir o custo por meio de vários métodos, a exploração de longo prazo mostrou que é muito difícil atingir esse objetivo.”
Para enfrentar esse problema, Cheng e sua equipe desenvolveram um novo material chamado LPSO, que não requer o uso de sulfeto de lítio. Esse novo eletrólito é sintetizado a partir de dois compostos baratos, reduzindo o custo do ingrediente para apenas US$ 14,42 por quilo, o que representa menos de 8% do custo das matérias-primas para outros eletrólitos sólidos de sulfeto, segundo informações do SCMP.
O LPSO mantém os principais benefícios dos eletrólitos de sulfeto de melhor desempenho, incluindo a compatibilidade com ânodos que garantem estabilidade de desempenho. Ele se combina bem com ânodos de alta densidade de energia, como lítio metálico e silício, o que o torna uma solução promissora para futuras aplicações em baterias de estado sólido.
Ademais, a bateria utilizando LPSO e lítio metálico mostrou uma estabilidade impressionante com mais de 4.200 horas de ciclos contínuos em temperatura ambiente.
Embora os resultados sejam promissores, Cheng enfatizou a necessidade de melhorias adicionais no desempenho, e a equipe está empenhada em alcançá-las através de esforços contínuos de pesquisa e desenvolvimento.
