Investigadores descobrem que um primeiro ciclo de carga em regime de alta potência aumenta a vida útil das baterias em até 70%.
Um grupo de investigadores chineses, em colaboração com o Instituto de Investigação da Toyota, publicou recentemente os resultados de um estudo que visa prolongar a vida útil das baterias dos carros elétricos. Esta descoberta surpreendente revelou que é possível, de forma simples, aumentar a durabilidade das baterias de lítio em até 70%.
A importância do primeiro ciclo de carga das baterias de lítio
Normalmente, numa bateria de iões de lítio convencional, o primeiro ciclo de carga é realizado com baixa potência logo após sair da linha de produção.
Este primeiro ciclo de carga é extremamente crucial, pois determina o tempo de vida útil da bateria e quando começará a deteriorar-se.
Agora, os investigadores descobriram que, se o primeiro ciclo de carga for feito a alta potência, o desempenho dessas baterias muda drasticamente.
Testes realizados e resultados
Foram utilizadas 186 baterias de lítio neste estudo, submetidas a 62 protocolos de carga diferentes. Os tempos de carga foram reduzidos para 20 minutos, em comparação com as habituais 10 horas. Como resultado, a vida útil das células melhorou 50%, com algumas a atingir até 70% de melhoria.
Durante o processo de carregamento rápido, os investigadores observaram que ocorre algum dano nos elétrodos da bateria. Curiosamente, esse dano inicial é o que permite um aumento significativo na durabilidade e desempenho das baterias a longo prazo.
O que explica este fenómeno?
Quando uma bateria é carregada, os iões de lítio fluem para o elétrodo negativo; quando usada, eles voltam ao elétrodo positivo. Esse processo é crucial tanto para a utilização quanto para o carregamento das baterias de iões de lítio, que alimentam grande parte da tecnologia atual.
Uma nova bateria tem o seu elétrodo positivo totalmente preenchido com lítio, mas, ao longo do tempo, parte desse lítio é desativado, o que explica a deterioração gradual do desempenho, obrigando à substituição frequente das baterias.
“O fabrico de baterias requer um enorme investimento de capital, energia e tempo. Demora muito para que uma nova bateria comece a funcionar, e otimizar o processo de fabrico é extremamente difícil, devido aos muitos fatores envolvidos.”
Segundo Steven Torrisi, do Instituto de Investigação da Toyota, que participou no estudo
A chave para aumentar a vida útil das baterias dos veículos elétricos
Os investigadores descobriram que perder deliberadamente parte do lítio no início do processo de carregamento ajudou a preservar mais dele ao longo do tempo. Esse lítio cria um revestimento especial no elétrodo negativo, protegendo-o da degradação ao longo do tempo.
Implicações para o futuro
Esta nova abordagem pode revolucionar o processo de fabrico e processos de carga das baterias de lítio, com impacto direto na durabilidade e sustentabilidade das baterias utilizadas em dispositivos eletrónicos, veículos elétricos e tecnologias de armazenamento de energia renovável.
