De acordo com pt.wedoany.com-A equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa de Ciência dos Materiais da Coreia (KIMS, diretor Choi Cheol-jin), em colaboração com a equipe de Insung Hwang do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Elétrica da Coreia (KERI), desenvolveu com sucesso a primeira tecnologia de fabricação de eletrodo seco da Coreia baseada em partículas de grafite com formato controlável. Esta tecnologia permite fabricar baterias de alto desempenho sem o uso de politetrafluoroetileno (PTFE), um material essencial nos processos tradicionais de eletrodo seco, e espera-se que prolongue a autonomia dos veículos elétricos, reduza o tempo de carregamento e acelere a comercialização de processos de fabricação de baterias ecológicos de próxima geração.
Com o crescimento da demanda por veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia, a competição para desenvolver baterias com maior densidade energética está se intensificando. A tecnologia de eletrodo seco é vista como um promissor método de produção de próxima geração por reduzir o uso de solventes orgânicos e processos de secagem na fabricação de baterias. Este método oferece vantagens significativas na redução de custos de fabricação e emissões de carbono, mas a maioria dos processos atuais de eletrodo seco depende fortemente do PTFE, tornando o desenvolvimento de tecnologias alternativas um desafio crucial.
O PTFE atua como um ligante essencial para unir os componentes do eletrodo seco. No entanto, em ambientes de ânodo, pode causar degradação do desempenho, e as preocupações ambientais com materiais fluorados estão aumentando. A equipe de pesquisa desenvolveu com sucesso um ânodo seco sem PTFE ao aplicar o sistema de ligantes CMC-SBR, amplamente utilizado na fabricação de eletrodos úmidos comerciais, e redesenhar a estrutura das partículas de grafite.
Os pesquisadores utilizaram um processo de secagem por atomização para preparar partículas compostas de grafite a partir de uma pasta contendo grafite, aditivos condutores e ligantes. Durante o processo de granulação, as partículas tradicionais de grafite em flocos foram montadas em partículas com orientação aleatória e estrutura interna isotrópica, em vez da estrutura altamente orientada normalmente formada no processamento convencional de eletrodos. Esse arranjo isotrópico cria caminhos de transporte de íons de lítio multidirecionais, reduzindo as limitações de transporte causadas pela orientação e mitigando a degradação de desempenho comum em eletrodos secos espessos durante ciclos de carga e descarga.
Os resultados experimentais mostraram que o ânodo seco desenvolvido exibiu excelente desempenho de carregamento rápido e estabilidade cíclica de longo prazo em comparação com ânodos tradicionais à base de pasta. A tecnologia também melhorou as características de difusão de íons de lítio em condições de alta densidade energética, confirmando seu potencial para baterias de alta capacidade baseadas em arquiteturas de eletrodos espessos, fornecendo uma base técnica para baterias que permitem longa autonomia e carregamento rápido.
Espera-se que esta tecnologia seja aplicada em veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia e baterias de próxima geração de alta densidade energética. Devido ao uso do sistema de ligantes CMC-SBR, amplamente adotado na indústria, a tecnologia oferece vantagens na fabricação em larga escala e tem potencial para reduzir custos de fabricação e emissões de carbono ao minimizar o uso de solventes e processos de secagem.
O pesquisador sênior do KIMS, Yoon Ji-hee, afirmou que esta tecnologia propõe uma nova abordagem para superar as limitações dos processos tradicionais de eletrodo seco baseados em PTFE, e espera-se que seja altamente aplicável a baterias de veículos elétricos de próxima geração que exigem alta densidade energética e desempenho de carregamento rápido.
Esta pesquisa foi apoiada pelo projeto de pesquisa institucional do KIMS financiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia da Informação e Comunicação, pelo projeto de pesquisa criativa e convergente do Conselho Nacional de Pesquisa em Ciência e Tecnologia, pelo projeto de desenvolvimento de tecnologia de materiais e componentes, e pelo projeto de desenvolvimento de tecnologia de máquinas e equipamentos financiado pelo Ministério do Comércio, Indústria e Energia. Os resultados da pesquisa foram publicados online em 21 de abril de 2026 no periódico da área de armazenamento de energia Energy Storage Materials (fator de impacto: 20,2).
