Este novo dispositivo poderia ser uma solução para carros elétricos com pouca autonomia e que muitas vezes têm que parar a meio de longas viagens para se abastecer de eletricidade. Investigadores desenvolveram uma bateria de iões de lítio que é carregada a uma temperatura elevada para aumentar a velocidade de reação. Contudo, a tecnologia empregue mantém também a célula fria durante a descarga. Como resultado, mostraram que é possível com 10 minutos de carga adicionar 300 quilómetros de autonomia a um carro elétrico.
Os cientistas reconheceram a necessidade de projetar baterias de veículos elétricos capazes de serem carregadas com extrema rapidez. No entanto, uma velocidade de carregamento tão rápida exigiria que a bateria absorvesse rapidamente 400 quilowatts de energia. Este é um feito que os veículos de hoje não conseguem alcançar.
De acordo com a investigação, quando se consegue que uma bateria de iões de lítio alcance 400 quilowatt de energia de forma rápida, forma-se uma camada de lítio metálico à volta do elétrodo ânodo. Esta camada poderá levar a uma deterioração grave no funcionamento da bateria.
Estrutura em níquel
Enquanto as baterias de lítio convencionais são carregadas e descarregadas na mesma temperatura, os investigadores descobriram que era possível contornar o problema do revestimento de lítio. Assim, conseguiram carregar a bateria a uma temperatura elevada de 60 graus Celsius durante alguns minutos. Posteriormente, a bateria foi descarregada a temperaturas mais frias.
Explicou o autor Chao-Yang Wang, engenheiro mecânico da Universidade Estadual da Pensilvânia. Para encurtar o tempo de aquecimento e levar toda a bateria a uma temperatura uniforme, os investigadores equiparam uma bateria de iões de lítio com uma estrutura de níquel que pré-aquece em menos de 30 segundos.Além do carregamento rápido, este projeto permite-nos limitar o tempo a que bateria é exposta à alta temperatura de carga, resultando numa vida útil muito longa. A chave é o aquecimento rápido; caso contrário, a bateria será mantida em temperaturas elevadas durante muito tempo, causando grave degradação.
Para testar o seu modelo, a equipa fez vários testes com temperaturas entre os 40 e os 60 °C. Também usaram várias estratégias de arrefecimento para manter constantes as temperaturas de carregamento. Para confirmar que não se deu o tal revestimento de lítio, descarregaram totalmente as células e abriram as baterias para as analisar.
Aquecer a bateria a 60ºC
A equipa de Wang descobriu que as baterias pré-aquecidas a 60 graus Celsius poderiam sustentar o processo de carregamento extremamente rápido em cerca de 1700 ciclos, enquanto a célula de controlo só poderia manter o ritmo durante 60 ciclos. A uma temperatura de carga média entre 49 e 60 graus Celsius, a investigação não revelou nenhum revestimento de lítio.
No entanto, nesses dez minutos atingi-se uma carga de 80% da capacidade da bateria sem se causar qualquer dano. Segundo a informação disponível, a equipa conseguiu repetir o processo de carga 2500 vezes. Com isso, conseguiu provar ser possível gerar uma autonomia equivalente a 500 mil milhas (cerca de 805 mil quilómetros), mas 20% da bateria acabava por ficar degradada. Quando chegará ao mercado e que preço?Demonstrámos que conseguimos carregar um veículo elétrico em dez minutos para percursos entre as 200 e as 300 milhas (cerca de 322 a 483 quilómetros).
Chao-Yang Wang sugere que estas baterias cheguem ao mercado nos próximos dois ou três anos. Mas dependerá ainda de vários testes em veículos. Quanto ao preço, será quase o mesmo do de uma bateria de iões de lítio convencional. Nesse ponto já será o mercado a ditar e tudo depende de fabricante para fabricante e do volume.
Concluiu o investigador.Relativamente às baterias de iões de lítio, esta bateria custará apenas mais 0,4%.
Os resultados foram publicados esta quarta-feira na revista “Joule“.
Fonte: https://pplware.sapo.pt/high-tech/e-se- ... ecarregar/