Cientistas da China e dos Estados Unidos desenvolveram um aditivo para materiais eletrolíticos que, segundo eles, podem melhorar a faixa de temperatura de operação das baterias de íons de lítio, permitindo que operem até 40 graus Celsius sem comprometer o desempenho em temperaturas de até 60 graus Celsius.
Uma equipe do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico liderou a pesquisa.
Imagem: Ian Roberts (Borgendorf) / Wikimedia Commons
Cientistas liderados pelo Pacific Northwest National Laboratory, nos EUA, desenvolveram um aditivo que, segundo eles, melhorará a faixa de temperatura de trabalho das baterias de íons de lítio. A equipe descobriu que, ajustando os volumes de diferentes aditivos no eletrólito, eles poderiam desenvolver baterias de íons de lítio que funcionassem bem em temperaturas de 40 ° C negativos até 60 ° C.
O trabalho concentrou-se em cinco aditivos eletrolíticos usados em várias combinações, a partir dos quais foi encontrada uma combinação ideal de três compostos que melhoraram o desempenho de descarga em 40 graus Celsius negativos e também ofereceram estabilidade de ciclo ligeiramente melhor a 60 graus Celsius. A 25 graus Celsius, a bateria mostrou mais de 85% de retenção de capacidade após 1.000 ciclos. A abordagem é descrita no artigo Construindo robustas interfaces eletrodo / eletrólito para permitir aplicações de temperatura ampla de baterias de íons de lítio ,publicado na revista American Chemical Society Applied Materials and Interfaces.
O desempenho aprimorado foi atribuído à forma como os aditivos formaram uma camada protetora sobre as superfícies do ânodo e do cátodo, ajudando a evitar a degradação do eletrólito durante a operação. Criar a camada a partir de materiais com uma faixa mais ampla de pontos de fusão ajudou a melhorar a faixa de temperatura da bateria.
Melhorando a performance
As baterias de lítio - e a maioria dos outros tipos - perdem desempenho e capacidade em condições frias. Embora não haja muitas situações em que um veículo elétrico ou bateria estacionária precisaria operar a menos 40 graus Celsius, ampliar o alcance geral de uma bateria poderia ser benéfico para o desempenho em temperaturas mais comuns.
Os experimentos da equipe concentraram-se em células de bolsa baseadas em um ânodo de níquel-cobalto-alumínio e um cátodo de grafite - a química da bateria favorecida pela Tesla e outros grandes fabricantes. Não está claro, no entanto, se o mesmo aditivo poderia melhorar o desempenho em outras químicas populares para baterias, como o lítio-ferro-fosfato ou o níquel-manganês-cobalto.
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