Pesquisadores na China desenvolveram um novo material orgânico para baterias de lítio que promete revolucionar a segurança e a densidade de energia dos veículos elétricos. O componente também se provou altamente resistente a temperaturas extremas. O estudo conjunto, que envolve a Universidade de Tianjin e a Universidade de Tecnologia do Sul da China, foi publicado pelo Stdaily, jornal oficial do Ministério da Ciência e Tecnologia chinês.
Atualmente, a maioria das baterias de íons de lítio utiliza minerais inorgânicos em sua composição, a exemplo do cobalto e do níquel. Essa dependência do setor automotivo gera gargalos produtivos devido à escassez de recursos, aos altos custos de extração e às limitações de segurança e flexibilidade estrutural.
Em contrapartida, os materiais orgânicos para eletrodos são abundantes na natureza. Suas moléculas podem ser projetadas de forma flexível em laboratório, o que explica o porquê de serem considerados a base das chamadas “baterias verdes” da próxima geração.
Para alcançar esse avanço, a equipe de cientistas ajustou a eficiência do transporte simultâneo de elétrons e íons de lítio em um novo polímero condutor. Esse material orgânico foi batizado tecnicamente como poli(benzodifuranodiona), ou simplesmente PBFDO.
A partir desse polímero, os pesquisadores fabricaram uma bateria do tipo “pouch” (célula em formato de bolsa flexível) com densidade de energia superior a 250 Wh/kg. Esse rendimento já supera o das atuais baterias de lítio-ferro-fosfato (LFP), que são amplamente utilizadas pela indústria automotiva global e está presente na maioria dos carros elétricos chineses.
Outro trunfo do material orgânico é a estabilidade térmica. A nova bateria demonstrou excelente adaptabilidade climática, sendo capaz de operar normalmente em uma faixa de temperatura extrema que vai de -70 °C a 80 °C, sem comprometer a entrega de energia.
Durante os experimentos, os eletrodos permaneceram intactos e sem perda de capacidade de carga mesmo após testes físicos severos de flexão, estiramento e compressão externa. O protótipo passou com sucesso pela prova de perfuração com prego (o teste mais rigoroso da indústria automotiva para atestar que a célula não entrará em combustão espontânea em caso de perfuração por acidente grave), permanecendo sem deformações durante os ciclos de recarga e descarga. Esse resultado representa um passo crucial para a transição das baterias orgânicas dos laboratórios para a aplicação prática em veículos em larga escala.
“Este trabalho supera as limitações atuais, alcançando uma alta densidade de energia comparável à de baterias comerciais, mas garantindo simultaneamente o desempenho de segurança e uma adaptabilidade de temperatura extremamente ampla”, explicou Xu Yunhua, um dos líderes do projeto, ao jornal Stdaily.
Segundo o pesquisador, essa conquista estabelece a base material necessária para viabilizar o desenvolvimento seguro das futuras baterias ecológicas.
Embora o componente ainda esteja na fase de protótipo, o objetivo atual da equipe é construir uma linha de produção dedicada a essas baterias orgânicas de encapsulamento flexível. A tecnologia atende diretamente aos requisitos da próxima geração de baterias automotivas, que exigirão maior desempenho, segurança construtiva e processos de fabricação sustentáveis.