Pesquisadores descobrem que o manganês pode causar um defeito nas baterias que pode encurtar a vida útil dos veículos elétricos

Notícias de Engenharia de VE

Publicado em 23 de agosto de 2026 por Nicole Willing & arquivado em Newswire, The Tech.

Embora baterias com catodo de alto teor de níquel, sem cobalto, como as baterias com núcleo de níquel revestido de manganês, tenham surgido como uma possível solução para aumentar o alcance dos veículos elétricos e reduzir a dependência de minerais críticos caros, pesquisas indicam que expor esses materiais pré-cursores ao ar pode causar mudanças químicas sutis que, posteriormente, aceleram a degradação da bateria.

Um estudo realizado na Universidade Hanyang, na Coreia do Sul, constatou que expor materiais pré-cursores de baterias ao ar altera a química do manganês, criando defeitos superficiais reativos que aceleram a decomposição do eletrólito e podem reduzir significativamente a vida útil dessas baterias de próxima geração.

De acordo com a equipe de pesquisa liderada pelo professor Jin Ho Bang, juntamente com a pesquisadora doutoranda JinHa Shim, um ajuste no teor de lítio durante a síntese pode suprimir esses defeitos e restaurar a estabilidade, ajudando os fabricantes a desenvolver baterias de maior duração e alta energia para veículos elétricos futuros.

Os resultados do estudo foram publicados no Volume 19, Edição 12 da revista Energy and Environmental Science.

A equipe observou que o manganês pode se tornar, de forma inesperada, uma fonte de instabilidade sob certas condições de fabricação. O armazenamento de materiais precursores em áreas expostas ao ar leva à oxidação do manganês na superfície das partículas, o que resulta na formação de regiões defeituosas enriquecidas com espécies de manganês “distorcidas por efeito Jahn-Teller”. Essas superfícies distorcidas tornam-se altamente reativas, causando decomposição do eletrólito, dissolução de metais de transição e reações prejudiciais com o ânodo de grafite. Esse defeito oculto pode quase dobrar a taxa de declínio da capacidade em sistemas de baterias ricas em níquel durante testes prolongados de ciclagem da bateria.

“Descobrimos que uma camada rica em manganês, normalmente utilizada para proteger cátodos com alto teor de níquel, pode, ao contrário, se tornar um catalisador para a degradação caso a química dos precursores não seja controlada com cuidado”, explicou o professor Bang. “Até mesmo pequenas variações no histórico de armazenamento dos precursores podem afetar significativamente a estabilidade da bateria.”

Para superar esse problema, os pesquisadores sugerem que aumentar a quantidade de lítio em excesso durante a síntese pode suprimir a formação de fases superficiais defeituosas e restaurar ligações estáveis entre manganês e oxigênio. Esses cátodos modificados poderiam manter mais de 90% de sua capacidade, melhorando a durabilidade a longo prazo.

“Nossos resultados mostram que até mesmo pequenas variações na história dos precursores podem ter consequências significativas no desempenho das baterias, tornando o gerenciamento desses precursores uma consideração importante para a produção em larga escala”, acrescentou o professor Bang. Em vez de exigir revestimentos caros ou redesenhos significativos das linhas de produção, um controle cuidadoso do manuseio dos precursores e da estequiometria do lítio poderia oferecer um caminho relativamente mais eficiente para baterias mais duráveis.

Essas melhorias poderiam, eventualmente, resultar em veículos elétricos com maior vida útil das baterias e também contribuir para a durabilidade dos sistemas de armazenamento de energia em larga escala, que necessitarão de baterias estáveis e de alta energia para aplicações em energias renováveis no futuro, segundo a pesquisa.

Fonte: Hanyang University ERICA

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