Cientistas chineses podem agora ter resolvido os dois pontos fracos das baterias de lítio (o frio extremo e a durabilidade), com um novo eletrólito para baterias de lítio que resiste a temperaturas frias e poderá duplicar a autonomia dos veículos elétricos.
Uma equipa de investigadores da Universidade de Nankai, em Tianjin, e do Instituto de Fontes de Energia Espacial de Xangai (SISP) desenvolveu um eletrólito baseado em hidrofluorocarbonetos que melhora significativamente o desempenho das baterias de lítio.
A invenção foi divulgada recentemente num estudo publicado na Nature, por esta equipa de engenheiros chineses.
Conforme refere o South China Morning Post, o novo eletrólito mais do que duplica a densidade energética das baterias existentes à temperatura ambiente, o que significa que baterias do mesmo tamanho podem durar o dobro do tempo.
O novo eletrólito se mantém estável em frio extremo, permitindo que as baterias funcionem sem problemas em temperaturas tão baixas como -70 ºC.
Como explica a New Atlas, este tipo de baterias usa eletrólitos – um meio químico que permite que os iões fluam entre os elétrodos positivo e negativo, convertendo a energia química armazenada em corrente elétrica. Nas baterias de lítio, os eletrólitos são normalmente compostos à base de azoto e oxigénio, principalmente devido à sua eficácia em dissolver sais de lítio.
No entanto, estes eletrólitos são sensíveis às temperaturas de funcionamento. Temperaturas baixas aumentam a viscosidade e abrandam a mobilidade dos iões, reduzindo a eficiência da transferência de carga. Quando isto acontece, a bateria fornece menos potência, demora mais tempo a carregar e ainda perde capacidade utilizável, proporcionando menos autonomia do que a sua energia armazenada sugeriria.
No novo estudo, os investigadores mostram como a sua solução, eletrólitos sintetizados à base de hidrofluorocarbonetos (hidrogénio, flúor e carbono), elimina este problema nas baterias de lítio. O eletrólito resistente ao frio oferece maior estabilidade e menor viscosidade a baixas temperaturas, permitindo que as baterias continuem a funcionar a temperaturas negativas extremas.
Outra característica notável do eletrólito é a sua densidade energética – a quantidade de carga que pode armazenar por unidade de peso. No estudo, a equipa criou células tipo pouch de metal de lítio que atingiram uma densidade energética de 317 watt-hora por libra (Wh/lb) à temperatura ambiente. As células ainda mantiveram uma densidade de 181 Wh/lb a -46 ºC.
Em comparação, baterias de lítio convencionais, como as encontradas em veículos elétricos da Tesla, têm uma densidade energética de 73-136 Wh/lb à temperatura ambiente. Este valor reduz-se para menos de metade quando as temperaturas descem para apenas -20 ºC.
Ou seja, o eletrólito dos investigadores poderia triplicar a autonomia de alguns veículos elétricos com o mesmo tamanho de bateria.
“Para a mesma massa de bateria de lítio, a capacidade de armazenamento de energia à temperatura ambiente aumenta duas a três vezes”, afirmou um dos autores do estudo Li Yong, investigador do SISP, citado pela New Atlas.
(ZAP)