Recentemente, pesquisadores chineses romperam os gargalos de densidade energética e desempenho das baterias convencionais de íon-lítio, desenvolvendo células soft-pack com densidade energética superior a 600 watt-hours/kg e baterias de módulo com capacidade de 480 watt-hours/kg. Esses indicadores de desempenho melhoram diretamente a densidade energética e a autonomia das baterias de íon-lítio existentes em 2-3 vezes.

Com o rápido desenvolvimento de campos emergentes como transporte elétrico, economia de baixa altitude, eletrônicos de consumo e robôs humanoides, a demanda por baterias recarregáveis de alta energia e longa duração está se tornando cada vez mais urgente. A densidade energética é uma métrica central da bateria, e como armazenar mais energia ao mesmo tempo em que se reduz peso e tamanho é um desafio técnico que pesquisadores de todo o mundo estão empenhados em superar.

Baterias de metal de lítio, com sua densidade energética teórica significativamente maior do que a das baterias convencionais de íon-lítio, são consideradas uma tecnologia de bateria de próxima geração que pode resolver os gargalos de desempenho e a autonomia das baterias existentes. No entanto, os atuais projetos de eletrólitos têm dificuldade em atender simultaneamente às exigências de melhoria da saída de energia da bateria e da vida útil em ciclos.

Após anos de pesquisa inovadora e avanços técnicos, uma equipe de pesquisa da Universidade de Tianjin e seus colaboradores pioneirou um conceito de design "delocalizado" para eletrólitos de baterias de metal de lítio de alta energia. Esse conceito rompe a dependência tradicional do design de eletrólitos em uma estrutura de solvatação dominante, alcançando tanto maior densidade energética quanto melhor desempenho geral. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista acadêmica internacional Nature em 13 de agosto.

Hu Wenbin, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Tianjin e líder da equipe, explicou que, por meio dessa inovação, a equipe de pesquisa atingiu as metas de desempenho da bateria de alta densidade energética "Battery600" e conseguiu com sucesso a escalabilidade para o pacote de baterias de alta densidade energética "Pack480", estabelecendo uma base importante para a futura aplicação das baterias de metal de lítio. Além disso, a tecnologia também apresenta excelente estabilidade de ciclagem e segurança.

Atualmente, aproveitando plataformas nacionais como a Plataforma Nacional de Inovação para Integração Indústria-Educação de Tecnologia de Armazenamento de Energia da Universidade de Tianjin e o Laboratório Nacional-Chave de Materiais Funcionais de Metais Preciosos, a equipe está promovendo ativamente a transformação técnica e a verificação de aplicação desses resultados. Eles já estabeleceram uma linha de produção piloto para baterias de metal de lítio de alta energia, que foram aplicadas com sucesso em três modelos de mini drones totalmente elétricos em meu país, aumentando o tempo de voo em 2.8 vezes em comparação com as baterias existentes.

É relatado que a equipe atualmente domina as tecnologias centrais de toda a cadeia das baterias de lítio de alta energia, ou seja, "materiais-eletrólito-eletrodo-bateria". Todas as matérias-primas e tecnologias-chave são controláveis de forma independente, e a equipe tem capacidade de produção em massa com alta consistência. Espera-se que entre em produção total no segundo semestre deste ano.