Universidade Tsinghua da China desenvolve bateria de lítio cerâmica em miniatura resistente a 150°C

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade Tsinghua, na China, desenvolveu uma bateria de íons de lítio em miniatura baseada em materiais cerâmicos, capaz de suportar temperaturas extremas, oferecendo uma solução de energia mais segura para sensores inteligentes, equipamentos aeroespaciais e aplicações militares.

Ao contrário das baterias tradicionais de íons de lítio que utilizam eletrólitos líquidos inflamáveis, esta bateria recarregável de estado sólido opera de forma estável a 150 graus Celsius e pode suportar temperaturas de até 300 graus Celsius por curtos períodos, sem degradação de desempenho. Em baterias tradicionais de íons de lítio, quando expostas a altas temperaturas ou danos físicos (como perfuração), os eletrólitos voláteis podem causar incêndios ou explosões, limitando sua aplicação em áreas críticas como sistemas de alarme de incêndio, sensores industriais da Internet das Coisas, aeroespacial e defesa militar. Em artigo publicado em 5 de junho na revista revisada por pares Matter, a equipe de pesquisa destacou que a bateria totalmente cerâmica, de tamanho pequeno e alta densidade energética, opera de forma estável em uma ampla faixa de temperatura sem necessidade de pressão externa, oferecendo uma solução segura e mecanicamente robusta para alimentar dispositivos eletrônicos em miniatura.

As baterias de íons de lítio geralmente utilizam eletrólitos líquidos como meio para o movimento dos íons de lítio. Com a popularização de dispositivos miniaturizados, como sensores inteligentes e eletrônicos vestíveis, a demanda por fontes de energia compactas, seguras, de alta densidade energética e operacionais em ambientes adversos está crescendo. As baterias de lítio de estado sólido, por utilizarem um meio sólido para transportar carga, oferecem excelente segurança e não inflamabilidade, tornando-se um foco de pesquisa. As baterias totalmente cerâmicas de estado sólido são uma das opções para dispositivos miniaturizados, mas a equipe de pesquisa apontou que fabricar eletrólitos cerâmicos de estado sólido mais finos exige um equilíbrio entre espessura e resistência mecânica — a deposição camada por camada de materiais cerâmicos pode comprometer sua integridade.

Para resolver esse problema, a equipe propôs um novo tipo de bateria de íons de lítio em miniatura, multicamadas, sem ânodo e totalmente cerâmica, que melhora o desempenho por meio de uma técnica que aprimora o contato entre as camadas. Esse processo permite fabricar baterias empilháveis e com dimensões facilmente adaptáveis a diferentes aplicações, apresentando bom desempenho operacional e estabilidade em uma ampla faixa de temperatura de 0 a 150 graus Celsius. Experimentos mostraram que a bateria pode até funcionar normalmente após ser submetida a um choque térmico de 300 graus Celsius por 20 segundos.