Célula baterias de lítio

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.

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