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Um novo método desenvolvido por cientistas da Universidade McGill pode transformar a forma como baterias de íons de lítio são produzidas. Com ele, elimina-se a necessidade de metais como níquel e cobalto, tornando as baterias mais limpas, baratas e sustentáveis. O processo facilita a produção em massa com desempenho superior.
Pesquisadores da Universidade McGill, no Canadá, em parceria com instituições dos Estados Unidos e da Coreia do Sul, apresentaram um novo método para produzir materiais de bateria de íons de lítio de alto desempenho.
A técnica promete substituir metais como níquel e cobalto, que são caros e difíceis de obter, por uma alternativa mais limpa e barata.
O grupo conseguiu desenvolver uma forma mais eficiente de fabricar partículas catódicas chamadas de “sal-gema desordenado” (DRX).
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Até então, essas partículas apresentavam problemas de estabilidade e variavam de tamanho, o que dificultava sua aplicação na indústria de baterias.
O novo método permite a produção de partículas de tamanho uniforme e altamente cristalinas, eliminando a necessidade de processos adicionais como moagem.
Com isso, os pesquisadores acreditam que será possível aplicar os materiais DRX em larga escala em baterias de veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia renovável.
Partículas altamente controladas
O avanço está em um processo de sal fundido realizado em duas etapas. Primeiro, a técnica promove a nucleação, isto é, a formação de cristais pequenos e uniformes.
Em seguida, o crescimento dessas partículas é controlado para impedir que se tornem grandes ou irregulares.
Com isso, os pesquisadores conseguiram sintetizar partículas com menos de 200 nanômetros. Esse tamanho é considerado ideal para melhorar o desempenho das baterias de íons de lítio.
“Desenvolvemos o primeiro método para sintetizar diretamente partículas individuais de DRX altamente cristalinas e uniformemente dispersas, sem a necessidade de moagem pós-síntese”, explicou Jinhyuk Lee, professor assistente no Departamento de Engenharia de Mineração e Materiais da McGill.
Além de melhorar o desempenho das baterias, esse controle também permite uma produção mais consistente, o que é essencial para aplicações comerciais.
Testes com bons resultados
Ao testar os materiais em células de bateria, os pesquisadores observaram que as novas partículas mantiveram 85% de sua capacidade após 100 ciclos de carga e descarga. Isso representa mais que o dobro do desempenho obtido com os métodos antigos de produção de DRX.
Esse resultado fortalece a expectativa de que a nova abordagem possa ser adotada por fabricantes que buscam soluções mais sustentáveis e eficientes.
Colaboração internacional
O estudo foi realizado com o apoio de pesquisadores do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC da Universidade Stanford e do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST).
Além disso, a empresa americana Wildcat Discovery Technologies, especializada em baterias, também colaborou com a pesquisa.
A participação da Wildcat mostra que há interesse comercial em escalar a produção de cátodos DRX para uso industrial. Segundo os autores, a nova técnica pode tornar a produção de baterias mais viável do ponto de vista energético e financeiro.
Hoda Ahmed, doutorando e autor principal do estudo, afirma que a aceitação do método demonstra tanto o potencial científico quanto o interesse da indústria. “Isso impulsiona o campo rumo à manufatura escalável”, destacou.
Um passo para a próxima geração
Com a nova estratégia de síntese, os pesquisadores acreditam que estão abrindo caminho para a próxima geração de baterias de íons de lítio. Essas baterias seriam mais sustentáveis, acessíveis e fáceis de produzir em grande escala.
O artigo com os resultados da pesquisa foi publicado na revista científica Nature Communications com o título “Síntese desordenada de cátodos de íons de lítio de sal-gema promotora de nucleação e limitadora de crescimento”. Ele foi assinado por Hoda Ahmed, Moohyun Woo, Raynald Gauvin, George Demopoulos, Jinhyuk Lee e colaboradores.
Esse avanço representa um passo importante na busca por soluções tecnológicas que apoiem a transição para fontes de energia mais limpas.
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