Película protetora da Universidade de Arkansas, nos EUA, prolonga vida útil de baterias para mais de 1000 ciclos

De acordo com pt.wedoany.com-A Universidade de Arkansas, nos Estados Unidos, aplicou uma película protetora de sulfeto de zircônio com espessura de 2 nanômetros no cátodo do material NMC811, prolongando a vida útil das baterias de íon-lítio de menos de 200 ciclos para mais de 1000 ciclos completos de carga. O estudo aborda a degradação de desempenho e os problemas de segurança causados pela liberação de oxigênio molecular durante o uso da bateria. Utilizando a técnica de deposição de camada atômica, foi construída uma camada protetora na superfície do cátodo, que absorve as moléculas de gás liberadas pelos compostos de lítio e as converte em uma estrutura de sulfato de zircônio, neutralizando reações prejudiciais.

Atualmente, o NMC811 é foco de pesquisa na indústria automotiva devido à sua densidade energética e vantagens de custo. Durante o uso contínuo, esse material libera oxigênio molecular, que, ao entrar em contato com o líquido condutor, desencadeia reações indesejadas e inflamáveis, reduzindo a eficiência energética e comprometendo a segurança. Embora a autonomia média dos veículos elétricos atualmente já atinja 600 km, a degradação dos componentes da bateria continua sendo uma preocupação comum entre os usuários. Apenas no mercado europeu de veículos usados, existem 2,2 milhões de veículos elétricos transferidos por razões econômicas. A equipe da Universidade de Arkansas controlou a espessura da película protetora para apenas 2 nanômetros na superfície do cátodo. Quando a transferência de carga começa, a película absorve as moléculas de gás liberadas pelos compostos de lítio e transforma a película original em uma estrutura de sulfato de zircônio, atuando como um agente de retenção ativo dentro do sistema selado da bateria, prevenindo a oxidação do líquido condutor e a formação de resíduos corrosivos.

Testes de laboratório mostraram que baterias sem proteção sofreram degradação severa de desempenho após 200 ciclos, enquanto as revestidas tiveram sua vida útil estendida para mais de 1000 ciclos. O protótipo manteve 60% da retenção de energia após 1300 ciclos de carga. Os pesquisadores também testaram compostos alternativos, como sulfeto de lítio, alumínio, zinco e cobre. Este trabalho dá continuidade a pesquisas anteriores sobre proteção química de baterias. O professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Arkansas, Xiangbo Henry Meng, liderou o experimento e descreveu a tecnologia como "uma camada protetora robusta, limpa e resistente à oxidação no cátodo da bateria". Na Espanha, as vendas nacionais de automóveis de passageiros em 2025 totalizaram 1.148.650 unidades, das quais 101.427 eram veículos puramente elétricos e 124.189 eram híbridos plug-in, representando uma participação de mercado de 19,6% para veículos elétricos.