As baterias de íon-lítio estão presentes em celulares, notebooks e veículos elétricos. No entanto, um componente quase invisível pode ser a chave para torná-las mais rápidas e duráveis. Pesquisadores da Universidade de Oxford desenvolveram uma técnica inovadora que permite visualizar, com precisão nanométrica, os aglutinantes poliméricos presentes nos eletrodos.
O estudo, publicado na revista Nature Communications, demonstra que pequenas mudanças na fabricação podem reduzir a resistência interna das baterias em até 40%, favorecendo o carregamento rápido e aumentando a vida útil.
Os cientistas identificaram um problema central: os aglutinantes representam menos de 5% do peso do eletrodo, mas influenciam diretamente:
- Condutividade elétrica e iônica;
- Estabilidade estrutural do ânodo;
- Durabilidade em ciclos de carga e descarga;
- Desempenho em carregamento rápido.
O detalhe invisível que faz diferença
Nos ânodos de grafite e silício, os aglutinantes funcionam como uma “cola” microscópica que mantém as partículas ativas unidas. Entretanto, por estarem distribuídos em camadas extremamente finas, sua visualização sempre foi um desafio técnico.
Para contornar essa limitação, a equipe liderada por Stanislaw P. Zankowski desenvolveu um método de marcação química rastreável, utilizando elementos como prata e bromo. Esses marcadores permitem identificar os aglutinantes por meio de técnicas avançadas de microscopia eletrônica e espectroscopia de raios X. O resultado é um verdadeiro “mapa” em nanoescala da distribuição desses polímeros dentro do eletrodo.
Menos resistência, mais eficiência
Ao aplicar a nova abordagem, os pesquisadores perceberam que pequenas alterações nas etapas de mistura e secagem da pasta do eletrodo modificavam significativamente a organização dos aglutinantes. Quando distribuídos de forma mais uniforme, a resistência iônica interna diminuía drasticamente.
Além disso, a técnica revelou que camadas ultrafinas de carboximetilcelulose (CMC), com cerca de 10 nanômetros, podem se fragmentar durante o processamento, comprometendo o desempenho da bateria. Entender esse comportamento abre caminho para otimizações industriais.
Impacto para veículos elétricos e eletrônicos
O avanço tem implicações diretas para o setor de mobilidade elétrica e armazenamento de energia. Baterias que carregam mais rápido e sofrem menos degradação significam maior autonomia, menor tempo de recarga e redução de custos a longo prazo.
Com apoio da Faraday Institution e interesse crescente da indústria, a técnica pode acelerar o desenvolvimento tanto das baterias atuais quanto das próximas gerações baseadas em grafite, silício ou materiais híbridos.
