Novo avanço: gel eletrolítico promete revolucionar o futuro dos carros elétricos

São PauloPesquisadores da POSTECH aprimoram tecnologia de baterias com gel eletrolítico

Sob a liderança do Professor Soojin Park, junto com Seoha Nam e a Dra. Hye Bin Son, eles desenvolveram uma nova bateria estável e pronta para o mercado. Os resultados foram divulgados na revista "Small".

Baterias de íon-lítio são comuns em carros elétricos e dispositivos eletrônicos. No entanto, os eletrólitos líquidos dessas baterias podem causar incêndios ou explosões. Cientistas estão em busca de alternativas mais seguras. Uma solução possível é a bateria semi-sólida com um eletrólito em forma de gel.

Vantagens dos eletrólitos em gel:

• Maior estabilidade
• Maior densidade de energia
• Vida útil mais longa

A fabricação de eletrólitos em gel frequentemente exige aquecimento prolongado a altas temperaturas. Isso pode danificar o eletrólito e diminuir a eficiência da bateria. Além disso, a resistência de conexão entre o eletrólito em gel e o eletrodo é um problema.

Estudos anteriores enfrentaram dificuldades para escalar a produção comercial devido à complexidade dos métodos de fabricação, que eram difíceis de integrar às linhas de produção de baterias existentes. A equipe do Professor Park resolveu esses problemas utilizando um aditivo especial chamado dipentaeritritol hexaacrilato (DPH) e uma tecnologia conhecida como feixe de elétrons (e-beam).

O processo tradicional de fabricação de baterias do tipo pouch envolve as seguintes etapas:

• Preparação dos eletrodos
• Injeção de eletrólito e montagem
• Ativação
• Desgaseificação

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A equipe adicionou uma etapa extra de irradiação por feixe de elétrons após a remoção de gases. Isso melhorou o duplo papel do DPH. O DPH ajudou a estabilizar a interface entre as superfícies do ânodo e do cátodo. Durante a irradiação por feixe de elétrons, ele também se uniu para formar uma estrutura polimérica.

A nova bateria da equipe, com eletrólito em gel, apresentou bons resultados. Reduziu em 2,5 vezes a produção de gás devido a reações secundárias durante os primeiros ciclos de carga e descarga em comparação com baterias convencionais. Além disso, diminuiu a resistência interfacial, pois os eletrodos e o eletrólito em gel se ajustaram bem.

Pesquisadores desenvolveram uma bateria de alta capacidade com classificação de 1,2 Ah e a testaram a 55 graus Celsius. A essa temperatura, houve um aumento na degradação do eletrólito. Baterias com eletrólitos comuns produziram muito gás e perderam capacidade rapidamente após 50 ciclos. No entanto, a nova bateria não gerou gás e manteve uma capacidade de 1 Ah mesmo após 200 ciclos.

Este é um grande êxito. Demonstra que as baterias com eletrólito em gel podem ser seguras, duradouras e prontas para o mercado. Além disso, elas podem ser produzidas em grande escala utilizando os métodos atuais de fabricação de baterias tipo pouch.

O professor Soojin Park afirmou que esta nova descoberta impactará a indústria de veículos elétricos. Ele também salientou que beneficiará outros dispositivos que utilizam baterias de íons de lítio. A pesquisa foi financiada pelo Programa de Pesquisa de Carreira Intermediária da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia.

A equipe de pesquisa da POSTECH está desenvolvendo baterias de eletrólito em gel mais seguras e adequadas para uso comercial.

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