As baterias de lítio-íon, essenciais para a tecnologia moderna, agora se beneficiam de uma melhoria significativa graças a uma descoberta recente.
Um grupo de pesquisadores, liderado pelo professor Noriyoshi Matsumi do Instituto Avançado de Ciências e Tecnologias do Japão (JAIST), desenvolveu um novo ligante baseado em ácido poli(vinilfosfônico) (PVPA) para os elétrodos de óxido de silício (SiO) em baterias de lítio-íon. Esse inovador ligante promete melhorar a eficiência eletroquímica e a longevidade das baterias, abrindo caminho para aplicações mais amplas, especialmente em veículos elétricos.
Pesquisadores desenvolveram um ligante eficiente para os elétrodos baseados em micro-óxido de silício (SiO) em baterias de lítio-íon, utilizando ácido poli(vinilfosfônico) (PVPA), o que melhora a performance eletroquímica e a durabilidade em comparação com as opções convencionais.
Crédito: Noriyoshi Matsumi do JAIST O óxido de silício, escolhido por seu custo acessível e alta capacidade, enfrenta, no entanto, desafios importantes, como baixa condutividade e grande expansão durante a carga, o que limita sua utilização. O PVPA, graças à sua forte aderência e maior durabilidade, supera esses obstáculos, permitindo uma utilização mais eficiente e duradoura do SiO como material de ânodo.
O PVPA difere dos ligantes convencionais, como o ácido poliacrílico (PAA) e o polifluoreto de vinilideno (PVDF), por uma aderência mais forte e uma capacidade de descarga quase duplicada após 200 ciclos, sem exfoliação observável, mesmo com a significativa expansão volumétrica do SiO.
A colaboração entre JAIST e a Maruzen Petrochemical Company Ltd. permitiu desenvolver um processo de produção industrial para o PVPA, com patentes registradas no Japão e internacionalmente. Este avanço é promissor para o futuro dos veículos elétricos e outras aplicações que exigem baterias duráveis e de alta densidade energética, como trens, navios e aviões.
Fonte: ACS Applied Energy Materials