Uma equipa de investigação da Universidade de Maryland (UMD) criou uma célula de baterias com uma tensão de 5.3 Volts capaz de armazenar uma densidade de energia de 720 Wh/kg, o que se traduz num valor três vezes superior às atuais baterias de iões de líio.
Nos últimos anos o aumento da densidade de energia das bateria de lítio sempre foi a prioridade nos projetos de investigação e desenvolvimento que foram desenvolvidos neste setor.
O principal objetivo é fornecer ao mercado de dispositivos móveis baterias com mais capacidade de energia e em simultâneo permitir que as baterias para os carros elétricos de segunda geração (que necessitam de mais autonomia), uma maior capacidade e ao mesmo tempo mais eficiência.
A densidade de energia das baterias de iões de lítio pode ser melhorada aumentando a capacidade dos elétrodos ou alterando a tensão das células.
A grande maioria dos projetos de investigação centram-se na exploração da associação de diversos materiais de forma a conseguir que a relação cátodo-ânodo seja mais eficiente. Até ao momento apenas se conseguiram melhorias muito limitadas neste âmbito da estabilidade eletroquímica.
Em que é baseada esta nova investigação sobre baterias de lítio?
A equipa liderada por Chunsheng Wang, professor do departamento de engenharia química e biomolecular da Universidade de Maryland, desenvolveu uma célula de bateria reversível, com uma tensão de 5.3 Volts que é formada por um cátodo de lítio, cobalto e magnésio e um ânodo de grafite e lítio.
Paralelamente também foi criado um eletrolítico que foi especialmente desenhado e é estável a 5.5 Volts para os dois elétrodos. O resultado disso é uma célula de Li-metal de 5.3 Volts, que proporciona uma densidade de energia que ronda os 720 Wh/kg para 1.000 ciclos de carga-descarga da bateria.
A química da bateria apresenta uma eficiência coulômbica superior a 99%, o que significa que é possível produzir uma grande quantidade de energia elétrica a partir duma quantidade diminuta deste material.
Este tipo de célula apresenta uma oportunidade para o desenvolvimento de baterias de lítio de alta tensão e energia.
Foi publicado um artigo sobre este projeto de investigação na revista Chem, onde Long Chen explica que o ponto chave desta janela eletroquímica dos eletroliticos de 0 a 5.5 Volts, é devido à formação de uma capa robusta interfacial nos elétrodos.
