Revolucionária bateria de lítio flexível e virtualmente indestrutível

Temos assistido a uma evolução tímida das tecnologias das baterias de lítio. As atuais baterias deste tipo têm a sua densidade energética cada vez mais elevada, assim como os custos cada vez mais competitivos. Contudo, há um aspeto que ainda não foi totalmente resolvido e que está relacionado com a segurança. Desse modo, alguns setores, como a aviação, têm vindo a atrasar a aplicação deste tipo de baterias.

O calcanhar de Aquiles das baterias de lítio poderá ter sido resolvido. A novidade chega-nos pela mão de um grupo de investigadores da prestigiada Universidade Johns Hopkins.

Bateria de lítio sujeita a duros testes de resistência

O grupo de cientistas da JHUAPL tem vindo a trabalhar numa nova célula de lítio. Então, as investigações feitas nos últimos 5 anos têm demonstrado uma resistência aos diferentes testes a que esta célula tem sido submetida.

O resultado, que foi mostrado pela primeira vez em 2017, revela uma bateria que pode ser cortada, dobrada e molhado sem afetar o seu desempenho.

No final de 2019, os últimos avanços permitiram mesmo um maior desenvolvimento, tornando estas baterias imunes ao fogo. Assim, com a melhoria de fatores como a tensão para os níveis das baterias comerciais, permitiu-lhes dar um enorme salto em frente na sua comercialização.

O segredo para fazer uma bateria indestrutível resume-se ao eletrólito, o componente químico que separa as pontas positivas e negativas de uma bateria. A maioria dos eletrólitos de lítio comerciais são uma mistura de sais de lítio inflamáveis e líquidos. Uma combinação perigosa. Se a barreira permeável que separa o cátodo do ânodo falhar, é produzido um curto-circuito e muito calor. Quando todo este calor atinge um material altamente inflamável como o eletrólito de lítio e o cátodo rico em oxigénio, o risco de incêndio aumenta.

Explicaram os responsáveis do projeto, apresentado pela equipa.

Tecnologia com 25 anos pode "salvar" as baterias atuais

Para a equipa da Johns Hopkins, o seu novo desenvolvimento evita estes problemas através da utilização de um eletrólito à base de água, e portanto, não inflamável e não tóxico. Apesar de ser uma tecnologia que existe há 25 anos, até agora tinha limitado as suas aplicações devido à sua baixa tensão.

Para resolver esta limitação, a equipa descobriu que, aumentando a concentração de sais de lítio e misturando o eletrólito com um polímero, poderiam aumentar a tensão elétrica dos apenas 1,2 volts atuais para 4 volts, o que é comparável aos números de uma célula de lítio comercial.

Assim que a equipa montou um ânodo e um cátodo comercialmente disponíveis com este novo eletrólito aquoso, foram capazes de criar uma bateria de lítio diferente de qualquer coisa jamais vista antes. É transparente e flexível como uma lente de contacto, não tóxica e não inflamável, e pode ser fabricada e operada no exterior sem caixa.

O mais interessante de tudo é que esta bateria pode suportar praticamente qualquer situação, seja impacto, quebra, incêndio... algo que lhe dá um enorme potencial para uso em veículos terrestres, bem como aplicações mais extremas, como navios ou aviões. Foram mesmo realizados testes em vídeo para demonstrar o enorme potencial do seu desenvolvimento.

Bateria já não explode mesmo se dobrada, queimada ou destruída

Os testes mostraram que esta bateria pode agora adotar outras formas. Isto porque estas são células podem até ser dobradas. Nesse sentido, ao nível comercial permitirá tirar o máximo proveito das baterias. Além disso, o preço pode ser mais baixo, já que com esta revolucionária descoberta, ficam dispensados alguns dos elementos de segurança que protegem a embalagem em caso de impacto. Como resultado, iremos ter baterias mais leves, menos volumosas, com outras formas e mais baratas.

O melhor de tudo, a equipa indicou que este não é um projeto futuro. Estão já a trabalhar com alguns dos principais fabricantes para testar estas células em condições reais. Além das enormes vantagens do produto em si, é referido que para entrar em produção, as unidades de fabrico existentes não precisarão ser alteradas. Algo que permitirá a aceleração de uma produção que eles esperam iniciar em dois anos.

Assim, o espaço temporal até o produto aparecer no mercado dará tempo para de resolver os últimos desafios que esta tecnologia enfrenta, que tem nos ciclos de carga e descarga a sua limitação atual. O facto é que uma bateria média pode manter o seu desempenho sem muita variação por pelo menos 1000 ciclos, enquanto estas ainda não conseguem ir além de 100 ciclos. Uma limitação que tem de ser resolvida nestes dois próximos anos.