.
Cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) desenvolveram um revestimento de polímero condutor – chamado HOS-PFM – que pode permitir baterias de íon de lítio mais duradouras e potentes para veículos elétricos.
“O avanço abre uma nova abordagem para o desenvolvimento de baterias EV que são mais acessíveis e fáceis de fabricar”, disse Gao Liu, cientista sênior da área de tecnologias de energia do Berkeley Lab.
O revestimento HOS-PFM conduz elétrons e íons ao mesmo tempo. Isso garante a estabilidade da bateria e altas taxas de carga/descarga, aumentando a vida útil da bateria. O revestimento também se mostra promissor como um adesivo de bateria que pode prolongar a vida útil de uma bateria de íon-lítio de uma média de 10 anos para cerca de 15 anos, acrescentou Liu.
Para demonstrar as propriedades condutivas e adesivas superiores do HOS-PFM, Liu e sua equipe revestiram eletrodos de alumínio e silício com HOS-PFM e testaram seu desempenho em uma configuração de bateria de íon-lítio.
Silício e alumínio são materiais de eletrodos promissores para baterias de íon-lítio por causa de sua capacidade de armazenamento de energia potencialmente alta e perfis leves. Mas esses materiais baratos e abundantes se desgastam rapidamente após vários ciclos de carga/descarga.
Durante experimentos na Advanced Light Source e na Molecular Foundry, os pesquisadores demonstraram que o revestimento HOS-PFM evita significativamente que os eletrodos à base de silício e alumínio se degradem durante o ciclo da bateria, ao mesmo tempo em que fornece alta capacidade da bateria em mais de 300 ciclos, uma taxa de desempenho que está a par com os eletrodos de última geração de hoje.
Os resultados são impressionantes, disse Liu, porque as células de íon-lítio baseadas em silício normalmente duram um número limitado de ciclos de carga/descarga e vida útil do calendário. Os pesquisadores descreveram recentemente essas descobertas na revista Nature Energy.
O revestimento HOS-PFM pode permitir o uso de eletrodos contendo até 80% de silício. Esse alto teor de silício pode aumentar a densidade de energia das baterias de íon-lítio em pelo menos 30%, disse Liu. E como o silício é mais barato que o grafite, o material padrão para eletrodos hoje, baterias mais baratas podem aumentar significativamente a disponibilidade de veículos elétricos básicos, acrescentou.
Em seguida, a equipe planeja trabalhar com empresas para ampliar o HOS-PFM para fabricação em massa.
A fonte de luz avançada e a fundição molecular são instalações do usuário do DOE Office of Science no Berkeley Lab.
A pesquisa foi apoiada pelo DOE Vehicle Technologies Office.
.
