Engenheiros desenvolveram uma bateria de íons de lítio inovadora, equipada com um sistema de extinção de incêndio integrado, concebido como parte integrante do próprio projeto da bateria, introduzindo o conceito de uma bateria autoextinguível.
O perigo de explosão e incêndio associado às baterias de lítio é amplamente reconhecido, motivando esforços globais em busca de soluções eficazes.
Xianhui Yi e sua equipe, das universidades Clemson (EUA) e Hunan (China), alcançaram este avanço substituindo o eletrólito convencional, conhecido por ser altamente inflamável, por materiais presentes em extintores de incêndio comerciais. O eletrólito, composto por um sal de lítio e um solvente orgânico, possibilita o fluxo de cargas elétricas para dentro (durante o recarregamento) e para fora (durante o uso normal) da bateria.
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“Nosso eletrólito operou de forma eficaz em uma ampla gama de temperaturas, variando de cerca de 75 a -80 graus Celsius. As baterias que fabricamos em laboratório utilizando esse eletrólito demonstraram uma excelente dissipação de calor e extinguiram incêndios internos de maneira eficiente”, declarou o professor Apparao Rao.
As baterias foram submetidas ao teste de penetração por pregos, um método comum para avaliar a segurança das baterias de íons de lítio, onde um prego de aço inoxidável é inserido em uma bateria carregada para simular um curto-circuito interno. “Se a bateria entrar em combustão, ela falha no teste. No entanto, quando introduzimos um prego em nossas baterias carregadas, elas resistiram ao impacto sem inflamar,” acrescentou Rao.
Baterias de lítio: Apagando o próprio fogo
As baterias aquecem durante o carregamento e descarregamento devido à resistência interna, resultante da oposição que o fluxo de íons de lítio encontra ao passar pelo material da bateria. Recarregar uma bateria de íons de lítio muito rapidamente pode causar reações químicas que formam dendritos, pequenas agulhas que causam curtos-circuitos.
Um eletrólito não inflamável parece ser uma solução natural, dissipando o calor rapidamente para fora da bateria. No entanto, para ser eficaz, ele deve operar em uma ampla faixa de temperatura, ser durável e compatível com diferentes tipos de baterias. Embora existam alguns candidatos, a maioria dos solventes orgânicos não inflamáveis conhecidos contém flúor e fósforo, que são caros e podem ter impactos ambientais adversos.
A equipe encontrou a solução em um refrigerante comercial chamado Novec 7300, amplamente utilizado em extintores de incêndio, testes eletrônicos e limpeza.
“Ao combinar este fluido com vários outros produtos químicos que adicionamos para aumentar a durabilidade, conseguimos produzir um eletrólito que possui as características desejadas, permitindo que uma bateria seja carregada e descarregada ao longo de um ano sem perda significativa de capacidade,” explicou o professor Rao.
A equipe afirma que seu composto está pronto para ser usado em baterias de lítio e agora planeja testá-lo em longo prazo em baterias de íons de sódio, alumínio e zinco.
Fonte: Inovação Tecnológica
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