Cientistas avançaram na criação de baterias seguras de lítio-metal sem curtos-circuitos nem dendritos.

Новый материал может заметно продлить жизнь литиевых батарей

Em baterias de lítio-metal, a promessa de maior densidade de energia esbarra num obstáculo bem conhecido: os dendritos. Estas estruturas podem crescer durante a carga, perfurar o separador e provocar curtos-circuitos, acelerando a degradação e aumentando o risco de falhas. Investigadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong desenvolveram um novo material que pode atacar precisamente este problema.

A equipa criou um borato volumétrico de cristal único em forma de estrutura orgânica covalente (COF) - um “construtor” molecular altamente ordenado, integrado numa única rede cristalina - que funciona como eletrólito de estado sólido. Ao contrário da maioria das estruturas COF policristalinas existentes, esta versão apresenta canais organizados para o transporte de iões e promove uma deposição de lítio mais uniforme. Segundo os investigadores, isso ajuda a travar o crescimento de dendritos, melhora a estabilidade e aumenta a segurança da bateria.

Em células completas com cátodo LiFePO4, as baterias mantiveram 91,8% da capacidade após 600 ciclos, com eficiência coulómbica a atingir 99,98%. Ou seja, praticamente toda a energia “colocada” na bateria durante o carregamento é devolvida na descarga. Os cientistas defendem que este tipo de arquitetura pode ser um passo relevante para baterias de lítio-metal de estado sólido viáveis na prática, para veículos elétricos, armazenamento de energia e outras aplicações onde a elevada densidade energética e a longa vida útil são especialmente importantes.