Baterias de lítio poderão ser recarregadas em segundos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/03/2009

Amostras do material aprimorado que poderá levar a uma nova geração de baterias de lítio de recarregamento ultrarrápido.
[Imagem: MIT/Donna Coveney]

Baterias de carregamento ultrarrápido

Engenheiros do MIT, nos Estados Unidos, construíram uma espécie de via rápida para elétrons no material tradicionalmente utilizado na fabricação de baterias de lítio. Quando totalmente desenvolvido, o material aprimorado poderá permitir a fabricação de baterias que se recarregam em segundos, em vez de horas.

Os cientistas não criaram um novo material, eles aprimoraram o material já utilizado hoje, o que os leva a acreditar que uma nova geração de baterias de lítio de carregamento ultrarrápido possa chegar ao mercado em um período entre dois e três anos.

Movimento dos íons de lítio

A base do aprimoramento foi uma descoberta feita em 2002 (veja Baterias de lítio com alumínio). Então, a equipe da qual fazia parte o Dr. Gerbrand Ceder verificou que o fosfato de ferro-lítio apresentava um movimento extremamente rápido dos íons de lítio.

Esta constatação foi de encontro à explicação tradicional sobre por que as baterias de lítio têm tão elevada densidade de carga mas são tão lentas para carregar e liberar energia. Até então, os cientistas acreditavam que isso se devesse ao movimento muito lento dos íons de lítio. Mas no fosfato de ferro-lítio eles apresentam um movimento muito rápido.

"Se o transporte dos íons de lítio era tão rápido, alguma outra coisa deveria ser o problema," explica Ceder.

Túneis

Prosseguindo nas pesquisas, Ceder e seu grupo verificou que os íons de lítio de fato podem viajar muito velozmente através do material, mas apenas através de túneis acessados a partir da superfície.

Se um íon de lítio localizado na superfície do material entra diretamente no túnel, ele se move de maneira totalmente eficiente. Mas, se ele tenta seguir em frente e não encontra a entrada de um túnel, ele entra em uma espécie de engarrafamento e fica travado.

Os pesquisadores agora descobriram como construir uma via rápida por onde os íons podem acessar os túneis rapidamente. Desta forma, eles deixam o material mais rapidamente, o que significa que a bateria é capaz de liberar mais energia. Ou, na mão inversa, de receber mais energia durante o recarregamento.

Recarregamento rápido e durabilidade

Para comprovar a eficiência do seu material, os pesquisadores construíram uma célula de bateria que pode ser totalmente carregada ou descarregada em 10 a 20 segundos. Uma célula semelhante, feita do material tradicional, leva seis minutos para carregar ou descarregar completamente.

Os pesquisadores também verificaram que o material aprimorado não se degrada com repetidos ciclos de carga e descarga, o que poderá levar à construção de baterias menores e mais leves porque elas exigirão uma menor quantidade de material em sua composição.

Baterias para carros elétricos

Esta nova geração de baterias de recarregamento ultrarrápido também poderá beneficiar os veículos elétricos, que começam a utilizar as baterias de lítio.

Segundo os pesquisadores, o único fator limitador para o tempo de recarga das baterias dos carros elétricos, que têm muito maior capacidade do que as baterias dos aparelhos portáteis, será a amperagem disponível na residência dos consumidores.

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