Nova tecnologia de baterias torna os veículos elétricos mais seguros.

Embora ainda em fase de pesquisa, a tecnologia de baterias de estado sólido à base de magnésio está atraindo atenção devido à sua vida útil superior em comparação com os modelos tradicionais.

Embora considerada uma alternativa promissora à tecnologia de baterias de íon-lítio devido ao seu potencial de segurança e custos de materiais mais baixos, as reações indesejáveis ​​na interface entre os componentes das baterias de magnésio de estado sólido levam à redução do desempenho e à diminuição da vida útil da bateria.

A indústria está trabalhando para tornar as baterias de veículos elétricos mais seguras e duráveis.

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Uma equipe de pesquisa da Universidade de Tohoku (Japão) descobriu uma maneira de transformar reações químicas que normalmente degradam o desempenho da bateria em mecanismos que melhoram a estabilidade e o transporte de íons. Eles descobriram que essas reações de junção não precisam necessariamente ser eliminadas; em vez disso, controlá-las cuidadosamente pode melhorar a mobilidade dos íons de magnésio dentro da bateria, mantendo a estabilidade a longo prazo.

A equipe de pesquisa desenvolveu um eletrodo de ânodo de liga de magnésio-estanho (Mg-Sn) para equilibrar a reatividade química e o transporte de íons. Ao ajustar a superfície e a estrutura interna do ânodo, eles criaram condições que favoreceram uma deposição de magnésio mais uniforme e um movimento de íons mais suave durante os processos de carga e descarga.

O professor Hao Li, do Instituto de Pesquisa de Materiais Avançados da Universidade de Tohoku, afirmou: "Por muito tempo, as reações na interface foram consideradas algo a ser evitado. Mas nossa pesquisa mostra que, quando essas reações são cuidadosamente reguladas em vez de suprimidas, elas podem ajudar as baterias de magnésio de estado sólido a operar com muito mais eficiência."

Vídeo mostra testes da tecnologia de "disparo de bateria" em carros elétricos na China.

A chave para o avanço da tecnologia de baterias de magnésio de estado sólido.

Para fabricar o ânodo aprimorado, a equipe de pesquisa incorporou estanho ao magnésio, formando um composto estável _{, Mg₂Sn} , que ajuda a regular as reações dentro da bateria. A equipe testou várias ligas à base de magnésio com diferentes subfases para determinar a composição que proporcionava o melhor desempenho eletroquímico e, em seguida, avaliou os materiais sob condições de operação da bateria, medindo fatores como transporte de íons, estabilidade da interface e comportamento de ciclo.

Os resultados mostraram que a liga Mg-Sn otimizada apresentou o melhor desempenho geral, mantendo uma operação estável por mais de 1.300 horas durante os testes de baterias de estado sólido. Essa liga também demonstrou um desempenho de ciclo de carga/descarga 400 vezes maior do que o magnésio puro, comprovando melhorias significativas na vida útil da bateria.

Pesquisadores sugerem que o desenvolvimento futuro de baterias deve se concentrar não apenas na melhoria da condutividade iônica, mas também no controle das reações químicas que ocorrem nessas interfaces. Suas descobertas indicam que o equilíbrio simultâneo entre reatividade e transporte iônico pode fornecer uma nova estratégia de design para futuros sistemas de baterias de estado sólido.

Fonte: https://thanhnien.vn/cong-nghe-pin-moi-giup-xe-dien-an-toan-hon-185260527143149412.htm