Baterias de carros elétricos: aditivo comum acelera a degradação?
Baterias de íon-lítio com alto teor de níquel, componentes cruciais em veículos elétricos devido à sua elevada densidade de energia, apresentam uma desvantagem: uma taxa de degradação mais rápida em comparação com outras tecnologias.
Uma pesquisa conduzida pelo Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) aponta para a causa principal desse problema: um aditivo até então considerado benéfico para o desempenho da bateria.
A equipe liderada pelos professores Nam-Soon Choi e Dong-Hwa Seo identificou que o aditivo de eletrólito succinonitrila (CN4), utilizado para estabilizar e aumentar a vida útil das baterias, paradoxalmente contribui para sua deterioração acelerada.
O estudo revela que o CN4 estabelece ligações excessivamente fortes com os íons de níquel presentes no cátodo. Essa interação é impulsionada pela molécula de nitrila no CN4, que funciona como um “gancho” químico altamente aderente aos metais. Ao interagir intensamente com o cátodo, o aditivo impede a formação da camada protetora essencial para estabilizar o material durante os ciclos de carga e descarga.
Consequentemente, essa interação leva a uma distorção estrutural que facilita a fuga de íons de níquel, que migram para o ânodo, intensificando a degradação do eletrólito. A pesquisa indica que o CN4, embora eficaz em baterias de lítio-cobalto, compromete significativamente os modelos ricos em níquel, alterando sua estrutura e reduzindo sua vida útil.
Esta descoberta oferece uma nova perspectiva para a indústria, destacando a necessidade de aditivos específicos para cada tipo de cátodo, em vez de soluções universais. Os pesquisadores planejam desenvolver um aditivo alternativo que evite essas ligações excessivas com o níquel. Segundo Choi, compreender esses mecanismos em nível molecular é fundamental para o desenvolvimento de baterias mais estáveis e de maior capacidade para a próxima geração de veículos elétricos.