Uma equipe de pesquisa sul-coreana desenvolveu com sucesso uma nova tecnologia de separador que reduz significativamente o risco de incêndios em baterias de íon-lítio e dobra sua vida útil. Esta pesquisa inovadora sobre separadores para baterias de íon-lítio oferece uma nova solução para o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia mais seguros e duradouros. São apresentados diagramas esquemáticos de separadores tradicionais de polipropileno (PP) (acima) e separadores com engenharia molecular (MFS, abaixo) em baterias de lítio metálico.
Esta pesquisa foi conduzida pelo Professor Soojin Park e pelo Dr. Dong-Yeob Han da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, pelo Professor Tae Kyung Lee da Universidade Nacional de Gyeongsang e pelo Dr. Gyujin Song do Instituto Coreano de Pesquisa Energética. Os resultados foram publicados na revista acadêmica *Energy & Environmental Science*.
Atualmente, a densidade de energia das baterias de íon-lítio, amplamente utilizadas, está se aproximando de seu limite teórico. Embora as baterias de lítio metálico possam armazenar mais energia, sua aplicação tem sido limitada por questões de segurança. Durante o carregamento, dendritos se formam facilmente no eletrodo negativo de lítio metálico, podendo perfurar o separador da bateria de íon-lítio, causando curtos-circuitos ou até mesmo incêndios.
Esta equipe modificou separadores de poliolefina tradicionais por meio de engenharia molecular, enxertando quimicamente grupos funcionais de flúor e oxigênio em sua superfície. Esses grupos polares regulam efetivamente a reação interfacial entre o eletrodo e o eletrólito. O separador de bateria de íon-lítio modificado induz a formação de uma camada protetora uniforme no eletrodo negativo, inibindo o crescimento de dendritos; simultaneamente, impede a formação de substâncias nocivas no lado do eletrodo positivo, protegendo a estrutura do eletrodo. Este design alcança a estabilização simultânea de ambos os eletrodos dentro da bateria.
Em condições reais de teste, a bateria que utiliza o novo separador retém 80% de sua capacidade inicial após 208 ciclos. A densidade de energia da célula tipo pouch atinge 385,1 Wh/kg e 1135,6 Wh/L, superando as baterias comerciais convencionais atuais. Espera-se que este avanço na tecnologia de separadores de baterias de íon-lítio melhore a autonomia dos veículos elétricos. A professora Soojin Park, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, afirmou: "Esta pesquisa demonstra um método inovador para estabilizar os eletrodos de baterias de lítio metálico por meio do design molecular. Ele melhora a vida útil, a segurança e a densidade de energia da bateria, mantendo a compatibilidade com os processos de fabricação existentes."
O professor Tae Kyung Lee, da Universidade Nacional de Gyeongsang, destacou: "Por meio de cálculos teóricos e simulações, revelamos o mecanismo pelo qual os grupos funcionais da membrana influenciam as reações interfaciais em escala atômica."
O Dr. Gyujin Song, do Instituto Coreano de Pesquisa Energética, comentou: "Essa tecnologia, que combina alta durabilidade e segurança, é adequada para sistemas de armazenamento de energia em larga escala e representa um avanço significativo na comercialização de baterias de alta energia."
