Bateria auto-reparável promete resolver a ansiedade de autonomia

• Um projeto na Europa visa criar uma bateria ambientalmente amigável e com alta densidade energética.
• Pesquisadores desenvolveram uma "supercola" que mantém a estrutura da bateria intacta, mesmo após danos.
• A química envolve cátodos e ânodos especiais, além de um novo tipo de eletrólito que os protege.

Atualmente, não existe uma solução única para as baterias de veículos elétricos. Os tamanhos das baterias variam conforme as categorias de veículos e, em muitos casos, suas químicas também. Para os fabricantes, os objetivos permanecem os mesmos: maior densidade energética, carregamento mais rápido, custo-benefício e maior segurança. Contudo, as formas de alcançar esses objetivos estão em constante evolução. Cientistas de baterias na Europa afirmam que uma maneira de atingir essas metas é por meio de uma "bateria auto-reparável" e ambientalmente responsável.

A organização de pesquisa norueguesa SINTEF—também conhecida como Fundação para Pesquisa Industrial e Técnica—experimentou uma bateria que, segundo a organização, é mais estável que as baterias de íons de lítio tradicionais, podendo oferecer maior autonomia de condução e maior durabilidade. Eles a comparam a um "sanduíche", com o cátodo no topo, o ânodo na parte inferior e separadores e ligantes no meio. Essa analogia pode ser verdadeira para qualquer bateria, mas a diferença está na sua composição.

Foto de: BMW

O cátodo utiliza óxido de lítio-níquel-manganês, que é livre de cobalto e contém menos níquel e lítio em comparação com as baterias tradicionais de veículos elétricos. Essa química oferece uma voltagem média mais alta, o que deve melhorar os tempos de carregamento e o desempenho. Além disso, ela armazena mais energia em um volume menor, como explicou o cientista da SINTEF, Nils Peter Wagner, à publicação britânica Tech Xplore.

Já o ânodo é feito de um composto de silício e grafite. Empresas de baterias estão explorando cada vez mais o uso de ânodos de silício, pois eles eliminam as ineficiências de um ânodo com alta concentração de grafite. Várias startups americanas, como Amprius, Group14 e Sila Nanotechnologies, estão pesquisando ânodos de silício. A desvantagem é que esses ânodos tendem a expandir durante os ciclos de carga e descarga. Porém, esse problema é resolvido com o uso do composto de grafite, que confere ao ânodo força e estabilidade.

Foto de: JAC Motors Brasil

Há também uma "supercola" que, segundo os pesquisadores, repara danos menores nas células da bateria, similar ao que acontece com um pneu de carro auto-selante. Ela é composta por ligantes e separadores especiais que mantêm a estrutura da bateria intacta. Em termos simples, um ligante é um material que mantém as partículas ativas da bateria unidas, enquanto o separador impede curtos-circuitos, evitando que o cátodo e o ânodo entrem em contato.

O desenvolvimento do protótipo de eletrólito de primeira geração com esses materiais já foi concluído e, atualmente, o foco está nas células de segunda geração, conforme informado pela SINTEF.

O próximo desafio é levar essa tecnologia para o mercado. Há planos em andamento para aumentar a produção, mas transformar uma inovação de laboratório em um produto prático e de produção em massa é um grande desafio. Embora tenhamos visto muitas inovações no campo da química das baterias nos últimos anos, poucas conseguiram chegar ao mercado.

Como disse Bob Lee, presidente e diretor de estratégia da LG Energy Solution na América do Norte, em um podcast do Autoline Network: "A fabricação é a tecnologia. Produzir [baterias] em volumes elevados, em grandes superfícies de forma uniforme, esse é o truque."