Baterias de lítio velhas são ressuscitadas e ganham mais um terço de vida

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Ressuscitando baterias mortas

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos EUA, demonstraram ser possível “ressuscitar baterias de íons de lítio mortas”.

Mesmo que após a ressuscitação as baterias não ganhem uma vida útil completa, elas podem continuar funcionando por mais 30% da vida útil que tiveram – sendo assim, uma bateria que duraria 10 anos, pode funcionar por até 13 anos.

Conforme a bateria é recarregada e utilizada, seus íons de lítio carregados positivamente vão e vêm entre os eletrodos. Com o tempo, parte do lítio metálico torna-se inativo eletroquimicamente, formando ilhas isoladas de lítio que não se conectam mais aos eletrodos.

Isso resulta em perda de capacidade e é um problema particularmente sério para a tecnologia de baterias de lítio metálico – ou bateria de lítio sólidas – e para as baterias de íons de lítio de carregamento rápido.

Agora, Fang Liu e seus colegas descobriram um meio para fazer com que esse lítio “morto” rasteje como um verme em direção a um dos eletrodos, até se reconectar, revertendo parcialmente o processo indesejado.

Adicionar essa etapa extra diminuiu a degradação da bateria de teste e aumentou sua vida útil em quase 30%.

A técnica consiste na aplicação de um protocolo adicional após a carga da bateria usando tensões e correntes mais altas do que as tradicionalmente usadas para o recarregamento – não é possível fazer isto usando carregadores comuns.

Protocolo de recarregamento

Para verificar o funcionamento de sua técnica, a equipe fabricou uma célula óptica com um cátodo de óxido de lítio-níquel-manganês-cobalto (NMC), um ânodo de lítio e uma ilha de lítio isolada no meio. Esta célula experimental permitiu monitorar em tempo real o que acontece dentro de uma bateria em uso.

O que se viu foi que a ilha de lítio isolada não estava “morta”, mas respondia às operações da bateria. Ao carregar a célula, a ilha moveu-se lentamente em direção ao catodo; ao descarregar, ela rastejou na direção oposta.

“É como um verme muito lento que avança a cabeça e puxa a cauda para se mover nanômetro a nanômetro,” contou o professor Yi Cui. “Neste caso, ele se move dissolvendo-se em uma extremidade e depositando material na outra extremidade. Se pudermos manter o verme de lítio em movimento, ele acabará tocando o anodo e restabelecerá a conexão elétrica.”

Os resultados, que a equipe validou com outras baterias de teste e por meio de simulações de computador, também demonstram como o lítio isolado pode ser recuperado em uma bateria real modificando o protocolo de recarregamento.

“Descobrimos que podemos mover o lítio destacado em direção ao ânodo durante a descarga, e esses movimentos são mais rápidos sob correntes mais altas,” disse Liu. “Portanto, adicionamos uma etapa de descarga rápida e de alta corrente logo após a carga da bateria, que moveu o lítio isolado longe o suficiente para reconectá-lo ao anodo. Isso reativa o lítio para que ele possa participar da vida útil da bateria.”

“Nossas descobertas também têm amplas implicações para o projeto e desenvolvimento de baterias de lítio metálico mais robustas,” concluiu a pesquisadora.

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=baterias-litio-ressuscitadas-ganham-mais-terco-vida&id=010115220105#.YdXQHmjMLIU

De: Redação do Site Inovação Tecnológica