Pesquisadores do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) anunciaram recentemente uma tecnologia destinada a prolongar a vida útil de baterias de lítio-metal sem ânodo. Essa tecnologia melhora a estabilidade da interface da bateria através da introdução de uma camada de polímero ultrafina na superfície do eletrodo, impulsionando potencialmente a aplicação comercial dessas baterias de alta densidade energética. Um diagrama esquemático ilustra a camada de polímero artificial ultrafina (15 nm de espessura) introduzida na superfície do eletrodo.

A equipe de pesquisa, liderada pelos professores Lee Jin-woo e Im Sung-gap, utilizou um processo de deposição química de vapor (CVD) por iniciação para formar uma camada de polímero artificial com aproximadamente 15 nm de espessura sobre o coletor de corrente de cobre da bateria. Essa camada modula a reação do eletrólito, guiando a formação de um filme de interface de eletrólito sólido inorgânico estável e robusto, suprimindo o consumo excessivo de eletrólito e o crescimento de dendritos de lítio, melhorando assim a vida útil da bateria.

O professor Lee Jin-woo afirmou: “Além do desenvolvimento de novos materiais, a importância desta pesquisa reside na proposição de um princípio de design que demonstra como controlar as reações do eletrólito e a estabilidade da interface por meio da engenharia da superfície do eletrodo. Essa tecnologia pode acelerar a aplicação comercial de baterias de lítio metálico sem ânodo em mercados de baterias de alta energia de próxima geração, como veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia.”

Essa tecnologia apresenta boa compatibilidade com os processos de fabricação de baterias existentes, e o processo de deposição utilizado é adequado para produção em larga escala. As baterias de lítio metálico sem ânodo utilizam folha de cobre em vez dos tradicionais ânodos de grafite, oferecendo, teoricamente, uma densidade de energia significativamente maior do que as baterias de íon-lítio existentes. No entanto, a curta vida útil causada pela instabilidade da interface tem limitado sua aplicação prática. Essa tecnologia de engenharia de superfície oferece uma nova abordagem para superar esse obstáculo.

Esta pesquisa foi publicada na revista acadêmica Joule. A equipe de pesquisa afirmou que essa tecnologia é promissora para promover a futura aplicação de baterias de lítio metálico sem ânodo em veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia e outras áreas.