Pesquisadores chineses deram um salto significativo na tecnologia de baterias de lítio, alcançando uma densidade de energia de 700 watts-hora por quilograma (Wh/kg). Esta inovação aborda limitações de longa data na química dos eletrólitos, potencialmente remodelando o cenário do armazenamento de energia para veículos elétricos, aeroespaciais e aplicações em climas frios.
Superando as limitações existentes
As baterias tradicionais de íons de lítio dependem de solventes de éster carbonato para dissolver sais de lítio. Embora eficazes, estes solventes têm desvantagens: requerem grandes volumes, impedindo novos aumentos de densidade de energia, e as suas fortes interacções com iões de lítio retardam a transferência de carga, particularmente em ambientes frios (onde o desempenho cai abaixo de -50°C).
Para contornar essas questões, a equipe de pesquisa – liderada pelo professor Zhao Qing (Universidade de Nankai), pelo acadêmico Chen Jun e pelo pesquisador Li Yong (Instituto de Fontes de Energia Espacial de Xangai) – projetou uma nova classe de eletrólitos usando solventes de hidrocarbonetos fluorados. Esses solventes permitem uma dissolução mais eficiente de sais de lítio com melhor molhabilidade, reduzindo o volume total de eletrólito necessário. A interação mais fraca entre o lítio e o flúor também acelera a transferência de carga, mesmo em temperaturas extremamente baixas.
Principais descobertas e desempenho
As baterias de lítio recentemente desenvolvidas atingem 700 Wh/kg em temperatura ambiente, um aumento substancial em relação às ofertas comerciais atuais. Fundamentalmente, eles mantêm um desempenho de quase 400 Wh/kg a -50°C, resolvendo um grande desafio operacional para baterias usadas em climas rigorosos.
De acordo com o professor Zhao Qing, a inovação centra-se na manipulação da densidade eletrônica do flúor e da estrutura da molécula do solvente para otimizar a dissolução do sal de lítio. Essa abordagem produz baterias com alta densidade de energia e resiliência superior em climas frios.
Implicações e Contexto
Esta pesquisa é significativa porque as atuais baterias de ponta, como a série Qilin da CATL, atingem um pico em torno de 250-255 Wh/kg no nível do sistema. Embora o valor de 700 Wh/kg provavelmente se refira à própria célula, ele representa um passo importante para superar as capacidades da tecnologia atual. Na verdade, muitos projetos de baterias de estado sólido atualmente em desenvolvimento lutam para ultrapassar 400 Wh/kg.
A implicação é clara: esta pesquisa trouxe efetivamente a densidade energética das baterias de lítio tradicionais para o domínio das alternativas avançadas de estado sólido.
Se for dimensionada de forma eficaz, esta inovação poderá aumentar drasticamente a autonomia e o desempenho dos veículos eléctricos, alimentar a robótica da próxima geração e desbloquear novas possibilidades para operações aeroespaciais e em ambientes extremos. Este desenvolvimento sublinha o crescente domínio da China na tecnologia de baterias e sugere uma mudança potencial no mercado global de armazenamento de energia.
