Descobertas fundamentais, incluindo a verdadeira forma do lítio, estão viabilizando as potentes baterias de lítio metálico.
[Imagem: Li Lab/UCLA]

Bateria de lítio-metal

Pesquisadores coreanos podem ter aberto uma nova era na tecnologia de baterias de veículos elétricos ao resolver o maior problema dos dendritos nas baterias de lítio metálico.

Engrenagens mecânicas

Ao contrário das atuais baterias de íons de lítio, as baterias de lítio-metal são baterias de estado sólido, podendo reter o dobro da energia que as primeiras. A diferença essencial está no ânodo, que é de grafite nas baterias de íons de lítio atuais, e de lítio metálico nas novas baterias de lítio-metal.

Infelizmente, essas baterias de lítio metálico também apresentam um risco muito maior de pegar fogo ou mesmo explodir, um problema que tem impedido sua chegada ao mercado. Os vilões da história são os dendritos, cristais de lítio em forma de raízes que se formam na superfície do ânodo durante o carregamento da bateria, afetando negativamente seu desempenho e estabilidade e podendo causar curtos-circuitos.

Hyeokjin Kwon e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) descobriram agora que a causa fundamental da formação de dendritos durante o carregamento rápido da bateria está na coesão interfacial na superfície do lítio metálico - essa coesão não acontece de modo uniforme, gerando os dendritos.

Descobrindo a causa precisa do problema, ficou fácil corrigi-lo.
[Imagem: Hyeokjin Kwon et al. - 10.1038/s41560-025-01838-1]

Autonomia, durabilidade e carga superrápida

A equipe foi além e conseguiu resolver o problema, desenvolvendo um novo eletrólito líquido que inibe a coesão interfacial. Esse novo eletrólito líquido utiliza uma estrutura aniônica com fraca afinidade de ligação aos íons de lítio (Li2), minimizando a não-uniformidade da interface de lítio metálico. Isso suprime efetivamente o crescimento de dendritos, mesmo durante o carregamento rápido.

Enquanto as baterias de íons de lítio convencionais dão aos carros elétricos uma autonomia máxima de 600 km, a equipe calcula que sua nova bateria poderá atingir uma autonomia de 800 km com uma única carga, uma vida útil de mais de 300.000 km e um tempo de carregamento super rápido de apenas 12 minutos.

"Esta pesquisa tornou-se uma base fundamental para superar os desafios técnicos das baterias de lítio-metal, por meio da compreensão da estrutura interfacial. Ela superou a maior barreira para a introdução das baterias de lítio-metal nos veículos elétricos," disse o professor Hee Kim.