O fato de que baterias de íon de lítio pioram conforme são carregadas e descarregadas é familiar para qualquer pessoa que tenha usado um eletrônico nos últimos 20 anos. Naturalmente, cientistas sempre estiveram a par dessa limitação, mas até agora o mecanismo por trás da “vida” das baterias permaneceu relativamente misterioso. Até agora. Pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory obtiveram a primeira evidência visual da formação dos detritos microscópicos que gradualmente inutilizam as baterias. Veja o vídeo abaixo.
Baterias produzem eletricidade ao induzir o movimento de íons entre um eletrodo negativo e outro positivo. Quando a célula é carregada, esses íons retornam para o eletrodo original, fechando um ciclo que poderia ser infinitamente renovável. Contudo, partículas de lítio metálico que não contribuem para a carga se formam sempre que a bateria é utilizada. A transferência de energia também faz com que o eletrodo se quebre um pouco mais a cada ciclo. Mas o principal responsável pela perda de armazenamento de carga é a formação de pequenas estruturas fibrosas (chamadas de Interface Eletrólica Sólida) que cercam o eletrodo e bloqueiam o fluxo de íons em regiões da célula que ainda poderiam ser recarregadas.
Até o momento, cientistas só podiam observar esse processo de maneira incompleta, monitorando apenas parte de uma célula ou trabalhando sobre condições completamente diferentes do ambiente típico de operação de uma bateria. Os pesquisadores do PNNL contornaram essas dificuldades construindo uma bateria completa dentro de um microscópio eletrônicos de transmissão. Naturalmente, como microscópios desse tipo funcionam utilizando um raio de elétrons da mesma forma que um microscópio tradicional usa a luz, foram tomadas precauções para que ele não interferisse nos processos da bateria.
Graças a esse novo instrumento, os cientistas puderam apontar os locais onde a Interface Eletrólica surgiu e medir a sua taxa de crescimento. Mas é provável que o maior benefício proporcionado por esse microscópio só se torne evidente no futuro. Como ele permite que os cientistas avaliem rapidamente o funcionamento interno de uma bateria, ele pode ser usado no desenvolvimento de células com outros anodos metálicos, o que pode levar a uma nova geração de baterias mais eficientes.
https://www.youtube.com/watch?v=1H787mPO098
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