Nova bateria de lítio-ar, que atinge 500 Wh/kg – a maior densidade de energia do mundo, permite carro elétrico rodar mais de 600 Km com uma única carga e pode ser carregada e descarregada à temperatura ambiente

Considerada a bateria do futuro, a bateria de lítio-ar permite que um carro elétrico rode mais de 600 Km com uma única carga e apresenta os melhores desempenhos de vida útil já alcançados

Pesquisadores do NIMS – Instituto Nacional de Ciências dos Materiais do Japão, em parceria com o Softbank Corp, criaram a bateria de lítio-ar com a maior densidade de energia do mundo, que pode dobrar a autonomia dos carros elétricos e apresenta os melhores desempenhos de vida útil já alcançados. A equipe de pesquisa confirmou também que esta bateria pode ser carregada e descarregada à temperatura ambiente. Esses resultados significam um grande passo em direção ao uso prático de baterias de lítio-ar!

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A tecnologia de fabricação de células de bateria da Softbank alcançou um protótipo que atinge 500 Wh/kg de densidade de energia, dobrando os valores usuais alcançados com baterias de íons de lítio. Além disso, de acordo com os autores da documentação da pesquisa, “é a primeira realização mundial de uma reação de carga/descarga de uma bateria de lítio-ar de alta qualidade à temperatura ambiente”.

As baterias de lítio-ar têm potencial para serem as melhores baterias recarregáveis: são leves e de alta capacidade, com densidades teóricas de energia várias vezes maiores do que as baterias de íon de lítio atualmente disponíveis. Devido a essas vantagens potenciais, eles podem encontrar uso em uma ampla gama de tecnologias, como drones, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de eletricidade doméstica.

Para a bateria de lítio-ar atingir 500 Wh/kg, os pesquisadores identificaram os problemas críticos dessa tecnologia para melhorar seu desempenho e eliminar seus fatores limitantes, como reações químicas indesejadas e a necessidade do uso de oxigênio puro. O Softbank permitiu que testes reais fossem realizados com ele para demonstrar suas vantagens.

Baterias de lítio-ar são consideradas as baterias do futuro, permitindo que um carro elétrico rode mais de 600 quilômetros com uma única carga

Em uma bateria convencional de íons de lítio, o eletrodo negativo é grafite, o positivo é feito de um óxido metálico, como óxido de lítio cobalto, e o eletrólito é um sal de lítio dissolvido em um solvente orgânico. A ação da bateria depende do movimento dos íons de lítio entre os eletrodos. As baterias de íon de lítio se deterioram com o tempo e suas densidades de energia relativamente baixas significam que precisam ser recarregadas com frequência.

Baterias de lítio-ar (ou oxigênio de lítio) são consideradas as baterias do futuro, devido à sua alta densidade teórica de energia, que pode ser até dez vezes maior que a de um íon de lítio.

O valor que pode alcançar nesta seção é comparável ao da gasolina, o que permitiria que um carro elétrico fizesse mais de 600 quilômetros com uma única carga com uma bateria muito menos pesada do que as baterias atuais de íons de lítio, oferecendo também uma vida útil mais longa.

Pesquisas têm o objetivo de implantar as baterias de lítio-ar em uso prático em estações de telefonia móvel, Internet das Coisas, HAPS e outras tecnologias

Em 2018, o NIMS e o Softbank fundaram o Centro de Desenvolvimento de Tecnologias Avançadas para realizar pesquisas com o objetivo de colocar baterias de lítio-ar em uso prático em estações rádio-base de telefonia móvel, Internet das Coisas (IoT), HAPS (estações de plataforma de alta altitude) e outras tecnologias.

O NIMS vem realizando pesquisas básicas sobre baterias de lítio-ar com o apoio do programa ALCA-SPRING (ALCA: Advanced Low Carbon Technology Research and Development Program, SPRING: Specially Promoted Research for Innovative Next Generation Batteries). Este programa foi financiado pela Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia (JST) com o objetivo de acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de baterias recarregáveis de grande capacidade.

Este projeto foi realizado por uma equipe de pesquisa liderada por Shoichi Matsuda (Pesquisador Sênior, NIMS), Manai Ono (Pesquisador de Pós-Doutorado, NIMS), Shoji Yamaguchi (Equipe Especializada, NIMS) e Kohei Uosaki (Pesquisador, NIMS; também Diretor, NIMS-SoftBank Advanced Technologies Development Center). Este trabalho foi apoiado principalmente pelo programa JST ALCA-SPRING e pelo NIMS-SoftBank Advanced Technologies Development Center.

Fonte: Instituto Nacional de Ciência dos Materiais, Japão