Recentemente, a equipe do pesquisador Huang Xuejie, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências / Centro Nacional de Pesquisa em Física do Estado Condensado de Pequim, em conjunto com a equipe do professor Zhang Heng, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong, e a equipe da pesquisadora Yao Xiayin, do Instituto de Materiais e Engenharia de Ningbo da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu uma tecnologia de regulação de ânions capaz de formar uma interface totalmente nova entre o eletrodo e o eletrólito, superando de uma vez por todas o maior gargalo para a aplicação prática de baterias totalmente sólidas. A partir de então, o contato da interface não depende mais de pressão externa. Os resultados da pesquisa foram publicados em 07/10 nas revistas Nature Sustainability e Advanced Materials.

As baterias de lítio metálico totalmente sólidas são consideradas o “Santo Graal” da próxima geração de tecnologias de armazenamento de energia e atraem grande atenção. Contudo, elas sempre enfrentaram um problema complexo: o eletrólito sólido e o eletrodo de lítio metálico devem manter contato firme, e o método tradicional depende de equipamentos externos pesados aplicando pressão constante, tornando a bateria grande e pesada, dificultando sua aplicação prática.

Nesta pesquisa, a equipe descobriu que, nas baterias de lítio metálico totalmente sólidas, o contato entre o eletrodo de lítio e o eletrólito não é ideal, existindo muitos poros e fissuras microscópicos. Esses problemas não apenas encurtam a vida útil da bateria, como também podem representar riscos à segurança.

Para resolver esse desafio, a equipe desenvolveu uma nova tecnologia: eles introduziram íons de iodo no eletrólito de sulfeto. Durante o funcionamento da bateria, esses íons de iodo se movem sob a ação do campo elétrico até a interface do eletrodo, formando uma interface rica em iodo. Essa interface atrai ativamente os íons de lítio, preenchendo automaticamente todas as fissuras e poros, como uma “auto-reparação”, garantindo que o eletrodo e o eletrólito permaneçam sempre firmemente unidos.

Mais importante ainda, as baterias protótipo preparadas com base nessa tecnologia mantiveram desempenho estável e excelente mesmo após centenas de ciclos de carga e descarga sob condições de teste padrão, superando amplamente o nível das baterias semelhantes existentes.