Espera-se que o avanço chinês em baterias de estado sólido aumente a autonomia de um veículo elétrico para 1.000 quilômetros com uma única carga — superando até mesmo a autonomia de 600 a 800 km de um carro convencional a gasolina com um tanque cheio. Se concretizados, os veículos elétricos não serão mais um complemento aos carros movidos a combustível, mas sim seus substitutos.
A Academia Chinesa
As baterias de estado sólido, como principal caminho tecnológico para as baterias de lítio de próxima geração, apresentam amplo potencial de aplicação em áreas como veículos de nova energia e a emergente economia de baixa altitude. Nos últimos meses, cientistas chineses realizaram uma série de avanços nesse campo pioneiro.
Recentemente, pesquisadores chineses solucionaram com sucesso o principal gargalo das baterias de lítio-metal totalmente em estado sólido, permitindo uma melhoria significativa no desempenho. Embora os veículos elétricos atuais normalmente ofereçam uma autonomia máxima de cerca de 500 km, espera-se que essa nova tecnologia de baterias de estado sólido eleve esse número além do teto de 1.000 km.
Isso significa que uma única carga completa poderia levar um veículo elétrico mais longe do que a maioria dos carros a gasolina consegue percorrer com o tanque cheio — normalmente de 600 a 800 km. Em termos práticos, isso permitiria que os motoristas fossem de Shenzhen a Changsha, de Paris a Milão, ou até mesmo fizessem uma viagem de ida e volta entre Los Angeles e São Francisco sem parar para recarregar. Uma vez concretizado, esse avanço eliminaria completamente a "ansiedade de autonomia" dos veículos elétricos e prepararia o terreno para o eventual fim da era da gasolina.
O gargalo anterior das baterias de estado sólido
O carregamento e o descarregamento das baterias dependem do movimento de íons de lítio entre o ânodo e o cátodo. Esses íons de lítio atuam como "correios de entrega", transportando elétrons do eletrodo positivo para o negativo. O eletrólito de estado sólido funciona como a "estrada" por onde os mensageiros viajam.
No entanto, os eletrólitos sólidos à base de sulfeto comumente utilizados são extremamente duros e quebradiços — como a cerâmica —, enquanto os eletrodos de lítio metálico são tão macios quanto massa de modelar. Quando os dois entram em contato, é como pressionar argila sobre uma placa de cerâmica: a interface fica cheia de cavidades e lacunas. Essa "estrada" irregular dificulta severamente o transporte de íons, levando a uma baixa eficiência de carga e descarga — um dos principais motivos pelos quais as baterias de estado sólido ainda não foram amplamente comercializadas.
Agora, várias equipes de pesquisa chinesas intervieram. Ao alcançar avanços em três tecnologias principais, elas encontraram maneiras de fazer com que a "placa de cerâmica" e a "massa de modelar" se encaixem perfeitamente, resolvendo o problema do contato interfacial sólido-sólido e eliminando o obstáculo final para o desempenho de bateria de estado sólido de longo alcance.
“Cola Especial” — Íons de Iodo
Uma equipe liderada pelo Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma "cola especial" que migra automaticamente em direção à interface entre o eletrodo e o eletrólito quando a bateria está em operação. Ela atrai ativamente íons de lítio para fluir em direção às lacunas ou poros, preenchendo-os.
Por meio desse mecanismo de autorreparação, o eletrodo e o eletrólito podem formar uma ligação perfeitamente firme, superando o maior obstáculo para baterias práticas de estado sólido.
Além disso, cientistas do Instituto de Metais da Academia Chinesa de Ciências criaram um "esqueleto" à base de polímero para o eletrólito, conferindo à bateria elasticidade e resiliência — semelhante a um envoltório plástico aprimorado. Ele pode suportar mais de 20.000 ciclos de flexão e até mesmo se torcer em forma de corda sem danos, tornando-o imune à deformação cotidiana.
Enquanto isso, eles incorporaram pequenos “módulos químicos” na estrutura flexível — alguns aceleram o transporte de íons de lítio, enquanto outros capturam íons extras — resultando em um aumento de 86% na capacidade de armazenamento de energia.
A Terceira Inovação Chinesa: “Reforço de Flúor”
Uma equipe de pesquisa da Universidade de Tsinghua modificou o eletrólito usando poliéteres fluorados. O flúor é excepcionalmente resistente a altas tensões; a "capa de proteção de flúor" formada na superfície do eletrodo impede que o eletrólito seja perfurado por tensões de alta tensão.
Essa tecnologia permite que a bateria passe nos testes de perfuração por agulha com carga total e na exposição prolongada a 120 °C sem explosão, proporcionando segurança e alcance estendido simultaneamente.
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