Uma equipe liderada por Huang Xuejie, pesquisador do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong, do Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo e de outras instituições, desenvolveu uma tecnologia de regulação de ânions que aborda o desafio do contato próximo entre o eletrólito e o eletrodo de lítio em baterias de lítio metálicas de estado sólido, fornecendo suporte técnico fundamental para sua aplicação prática. Os resultados da pesquisa foram publicados no dia 7 na revista acadêmica internacional Nature Sustainability.

As baterias de lítio metálicas de estado sólido são consideradas uma direção fundamental de desenvolvimento para tecnologias de armazenamento de energia de próxima geração. No entanto, o contato interfacial entre o eletrólito sólido e o eletrodo de lítio metálico tem sido um grande obstáculo à sua industrialização. Os métodos tradicionais dependem de equipamentos externos volumosos para aplicar pressão contínua, mas isso ainda deixa inúmeros poros e rachaduras minúsculos entre o eletrodo de lítio e o eletrólito — um fato que não apenas reduz a vida útil da bateria, mas também representa potenciais riscos à segurança.

Para resolver esse dilema, a equipe de pesquisa introduziu íons de iodeto no eletrólito. Durante a operação da bateria, esses íons de iodeto migram para a interface do eletrodo sob a influência de um campo elétrico, formando uma camada de interface rica em iodo. Essa camada de interface atrai ativamente os íons de lítio, preenchendo automaticamente todas as lacunas e poros, garantindo um encaixe constante e firme entre o eletrodo e o eletrólito.

Testes demonstraram que os protótipos de baterias fabricados com essa tecnologia mantêm um desempenho estável após centenas de ciclos de carga e descarga, superando em muito o desempenho de baterias similares existentes. Este novo design não é apenas mais simples de fabricar e utiliza menos materiais, mas também oferece maior durabilidade da bateria. Espera-se que ele forneça soluções energéticas mais seguras e eficientes para aplicações como robôs humanoides, aviação elétrica e veículos elétricos.

Wang Chunsheng, professor da Universidade de Maryland e especialista em baterias de estado sólido, comentou: "Esta pesquisa aborda um gargalo fundamental que impede a comercialização de baterias totalmente de estado sólido, dando um passo decisivo em direção à sua aplicação prática."