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

Новый материал может заметно продлить жизнь литиевых батарей

Um dos maiores entraves às baterias de lítio-metal não é a falta de energia - é a forma como falham. Quando surgem dendritos (estruturas semelhantes a “agulhas” de lítio), o risco de curto-circuito aumenta e a bateria degrada-se mais depressa, comprometendo segurança e durabilidade.

Foi precisamente este ponto fraco que investigadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong tentaram resolver, ao criar um novo material capaz de travar a formação de dendritos - um problema-chave que limita a adoção de acumuladores de lítio-metal.

A equipa desenvolveu um borato volumétrico de estrutura orgânica covalente (COF) monocristalino - um “construtor” molecular altamente ordenado, em que tudo se organiza numa única rede cristalina - que funciona como eletrólito de estado sólido. Ao contrário da maioria das estruturas COF policristalinas atuais, esta versão apresenta canais bem alinhados para o transporte de iões e promove uma deposição de lítio mais uniforme. Segundo os investigadores, isso ajuda a suprimir o crescimento de dendritos, melhora a estabilidade e reforça a segurança da bateria.

Em células completas com cátodo LiFePO4, as baterias mantiveram 91,8% da capacidade após 600 ciclos, com eficiência coulómbica de 99,98%. Ou seja, praticamente toda a energia “colocada” no acumulador durante o carregamento é efetivamente recuperada na descarga. Os cientistas defendem que esta abordagem pode ser um passo importante rumo a baterias de lítio-metal de estado sólido viáveis para veículos elétricos, armazenamento de energia e outras aplicações onde a elevada densidade energética e a longevidade são especialmente críticas.