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Nova bateria de íons de lítio atinge 60% da carga em menos de 6 minutos

Pesquisadores da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China desenvolveram uma nova modalidade de bateria de íons de lítio que pode ser carregada até 60% de sua capacidade total em menos de seis minutos, em temperatura ambiente e sem apresentar perda energética.

Segundos os cientistas, esse aumento na velocidade de carregamento de uma célula de energia de lítio foi conquistado com a adição de um revestimento especial feito com nanofios de cobre ao ânodo da bateria, garantindo um fluxo de carga constante e mais ordenado.

“Um dos principais gargalos na aceleração do carregamento é o ânodo da bateria, geralmente feito à base de grafite sobre uma pasta não ordenada, o que acaba se tornando um meio ineficiente para a passagem da corrente elétrica”, explica o professor de engenharia de materiais Jia Xin Shao, coautor do estudo.

Carros elétricos

Os pesquisadores acreditam que uma mudança generalizada de veículos movidos a combustíveis fósseis para carros eletrificados esbarra no tempo que as baterias levam para ser carregadas. Um Tesla, por exemplo, precisa de quase uma hora para que a bateria atinja de 40% a 80% de sua carga máxima, dependendo da capacidade da fonte de energia.

Esquema mostra como o sistema de recarga rápida reage conforme a densidade da corrente elétrica (Imagem: Reprodução/Science Advances)
Esquema mostra como o sistema de recarga rápida reage conforme a densidade da corrente elétrica (Imagem: Reprodução/Science Advances)

Para contornar esse problema, os cientistas decidiram mudar a estrutura interna das baterias de lítio, alterando a composição básica do ânodo feito de grafite. Eles revestiram esse ânodo com nanofios de cobre, transformando-o em uma pasta homogênea que depois foi aquecida e resfriada para criar um material mais ordenado.

“Com essa abordagem, conseguimos manter a capacidade energética de bateria sem prejudicar seu tempo de vida útil. Essa característica é fundamental para aplicações no mundo real, principalmente na fabricação de veículos elétricos com autonomia maior e tempo de recarga reduzido”, acrescenta Shao.

Carga ultrarrápida

Durante os testes realizados em laboratório, os pesquisadores conseguiram carregar uma bateria de íons de lítio com 60% de sua capacidade máxima em apenas 5,6 minutos. Eles também demonstraram que é possível atingir 80% da carga total em 11,4 minutos.

Ânodo modificado com a adição de nanofios de cobre (Imagem: Reprodução/Science Advances)
Ânodo modificado com a adição de nanofios de cobre (Imagem: Reprodução/Science Advances)

Os cientistas não testaram quanto tempo levaria para carregar 100% da bateria porque, segundo eles, esse procedimento não é indicado para células de energia desse tipo, podendo prejudicar a durabilidade e a composição química dos materiais usados na construção do ânodo de grafite e nanofios de cobre.

“Com base nesse estudo, mostramos que é possível acelerar drasticamente o tempo de recarga de uma bateria de íons de lítio alterando apenas a composição do ânodo. Essa abordagem abre caminho para a criação de um sistema em que haja equilíbrio entre a densidade de energia e a velocidade de carregamento”, encerra o professor Jia Xin Shao.

Fonte: Canaltech

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