Pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Materiais Avançados (WPI-AIMR) da Universidade de Tohoku, no Japão, desenvolveram uma tecnologia de soldagem por ultrassom que pode unir metal de lítio a eletrólitos de óxido do tipo granada em poucos segundos, fornecendo um novo caminho para a fabricação de baterias de estado sólido. Esta pesquisa foi publicada em 19 de março de 2026 na revista Small Structures.
As baterias de lítio-metal de estado sólido são consideradas uma direção chave para a próxima geração de tecnologias de armazenamento de energia. Entre elas, o óxido do tipo granada Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) tem atraído muita atenção devido à sua alta condutividade iônica e estabilidade. No entanto, a união entre o metal de lítio e o eletrólito cerâmico enfrenta desafios, pois a camada isolante formada na superfície impede o processo de umedecimento, afetando o desempenho da bateria.
Os pesquisadores empregaram a tecnologia de soldagem por ultrassom (USW) para quebrar rapidamente a camada isolante à temperatura ambiente, permitindo que o metal de lítio se deforme plasticamente e se ajuste à superfície do LLZO. Este processo não requer fusão do material e pode estabelecer uma interface íntima em apenas alguns segundos. Eric Jianfeng Cheng afirmou: "Este é um método pouco explorado em nosso campo. Até onde sabemos, na literatura existente, a aplicação da soldagem por ultrassom para unir diretamente metal de lítio a eletrólitos de óxido do tipo granada, neste contexto, é inédita."
Os resultados experimentais mostraram que apenas com a soldagem por ultrassom, a resistência da interface foi reduzida para cerca de 225 Ω·cm². Quando combinada com uma fina camada intermediária de ouro, a resistência foi ainda mais reduzida para aproximadamente 1,5 Ω·cm², tornando-se uma das menores já relatadas para interfaces processadas à temperatura ambiente. Testes em células simétricas confirmaram a utilidade desta técnica.
Esta estratégia de união rápida e à temperatura ambiente fornece uma solução eficiente de fabricação para baterias de estado sólido baseadas em óxidos, com potencial para impulsionar o desenvolvimento em áreas como veículos elétricos e armazenamento de energia renovável. A aplicação da tecnologia de soldagem por ultrassom simplifica o processo de produção de baterias de estado sólido e melhora o desempenho da interface.
Detalhes da publicação: Autores: Universidade de Tohoku; Título: A faster route to solid-state batteries? Ultrasonic welding creates lithium-garnet interface in seconds; Publicado em: Small Structures (2026).
