Uma colaboração entre o Instituto Coreano de Padrões e Ciência (KRISS) e universidades coreanas alcançou um avanço fundamental no campo das baterias de estado sólido (ASSB), com descobertas publicadas na revista Materials Today. A equipe de pesquisa reduziu com sucesso o custo de produção de baterias de estado sólido à base de óxidos por meio de uma tecnologia de revestimento composto multifuncional, abrindo caminho para a comercialização.
As baterias de íon-lítio tradicionais apresentam riscos de incêndio e explosão devido à inflamabilidade de seus eletrólitos líquidos. As baterias de estado sólido, ao substituírem o eletrólito líquido por um eletrólito sólido não inflamável, melhoram fundamentalmente a segurança. Entre elas, as baterias de estado sólido à base de óxidos tornaram-se o foco da tecnologia de baterias de próxima geração devido à sua alta densidade de energia e à ausência de riscos de liberação de gases tóxicos. No entanto, seu material principal, o eletrólito sólido do tipo granada, requer sinterização em alta temperatura, um processo que pode levar à evaporação do lítio, causando instabilidade na estrutura do material e uma diminuição na condutividade iônica. Além disso, os métodos tradicionais dependem de revestimentos de masterbatch caros, resultando em altos custos e dificultando a comercialização.
A equipe de pesquisa empregou de forma inovadora uma tecnologia de revestimento de óxido de lítio e alumínio (Li-Al-O). Essa tecnologia fornece uma fonte de lítio para a membrana eletrolítica durante a sinterização, suprime a evaporação e, simultaneamente, aumenta a ligação interpartículas, melhorando a densificação. Essa tecnologia permite alcançar uma densidade da membrana eletrolítica superior a 98,2%, com condutividade iônica mais que o dobro da dos materiais tradicionais e condutividade eletrônica reduzida em 20 vezes, diminuindo significativamente o risco de fuga de corrente interna. Além disso, a equipe fabricou com sucesso uma membrana eletrolítica de grande área (16 cm²) com um rendimento de 99,9% e reduziu os custos de produção para um décimo dos níveis tradicionais.
O Dr. Baek Seung-wook, Cientista Chefe de Pesquisa do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia, afirmou: “Esta conquista resolve um desafio de materiais e fabricação que tem afetado o campo dos eletrólitos de estado sólido do tipo granada por mais de duas décadas e deverá acelerar a comercialização de baterias de estado sólido à base de óxidos, impulsionando a inovação tecnológica em sistemas de armazenamento de energia e veículos elétricos.” A pesquisadora de pós-doutorado Dra. Kim Hwa-jung acrescentou: “Atualmente, a Coreia do Sul depende da importação de partículas de eletrólito do tipo granada, com um preço unitário superior a US$ 550 por centímetro. Este avanço tecnológico criará oportunidades para a produção nacional de materiais de bateria de alto valor agregado.”
