Nova técnica pode levar a baterias de celular que duram dias

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Uma equipe de pesquisadores do MIT desenvolveu um novo tipo de bateria de lítio de estado sólido, ou seja, sem componentes líquidos ou em gel. Graças a uma nova técnica de construção a célula pode ser menor e mais estável que as atuais, mantendo a capacidade de carga.

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Em uma bateria de Íons de Lítio convencional, um eletrólito líquido serve como “meio” através do qual os elétrons viajam entre o ânodo (polo negativo) e cátodo (polo positivo). Porém, esse líquido é volátil, e quaisquer perturbações na química da bateria podem levar a incêndios e explosões, como aconteceu com o Galaxy Note 7.

Substituir este líquido por um material sólido tornaria as baterias mais seguras e abriria as portas para o uso de novas substâncias em sua composição. Substituir o ânodo das baterias atuais, feito de uma mistura de cobre e grafite, por lítio puro permitiria aumentar a densidade energética, ou seja, a quantidade de energia que uma bateria pode armazenar.

A tecnologia atual não permite o uso de lítio puro. O metal se expande quando a bateria é carregada e se contrai quando é descarregada, e por causa deste movimento é quase impossível manter contato entre o metal e outras substâncias o tempo todo. Além disso, a movimentação pode causar fratura do eletrólito, impedindo o funcionamento da bateria como um todo.

Para resolver o problema, a equipe do MIT usou uma mistura de materiais sólidos conhecida como Mixed Ion-Electronic Conductors (MIEC) e Electron and Li-Ion Insulators (ELI). Eles foram dispostos em uma estrutura parecida com um favo de mel, com um conjunto de tubos de MIEC em escala nanométrica formando a chave do quebra-cabeças.

Os tubos são “recheados” com lítio puro, e tem um espaço para permitir a expansão e contração do material. Assim ele pode se mover como um líquido, mas manter sua estrutura cristalina, essencial para condução de eletricidade. O lítio nunca perde contato com o eletrólito, já que as dimensões externas dos tubos nunca mudam, e a bateria é mecanicamente e quimicamente estável durante o processo de carga e descarga.

Em testes, baterias experimentais foram capazes de suportar 100 ciclos de carga e descarga sem nenhum sinal de fratura interna. Com a tecnologia, seria possível criar ânodos que pesam cerca de um quarto dos usados nas baterias atuais, mas com a mesma capacidade de armazenamento.

Combinada com outras tecnologias de ponta para o cátodo, a equipe diz que sua arquitetura pode levar a smartphones com o mesmo peso e tamanho dos modelos atuais, mas que só precisam ser carregados uma vez a cada três dias.

Fonte: New Atlas