Pesquisadores da Fraunhofer querem explorar o potencial das ânodos de lítio metálico
Cientistas de dois institutos Fraunhofer estão pesquisando novas abordagens para melhorar o desempenho e a vida útil dos sistemas de baterias. Uma ideia é utilizar o próprio lítio, nas anódicas de metal-lítio, como material ativo da anódica, a fim de alcançar uma maior capacidade específica das células de bateria.
A localização do Fraunhofer IST em Braunschweig.
Imagem: Fraunhofer IST
O Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST colabora com o Fraunhofer USA Center Midwest no projeto LIMAC, cujo nome completo é “Amorphous Carbon Interlayers for Reliable Lithium-Metal Battery Cells”, ou seja, “Camadas intermédias de carbono amórfico para células de bateria de lítio-metal confiáveis”. O projeto está em andamento desde setembro de 2026 e deve durar até agosto de 2028.
Durante o LIMAC, os cientistas pesquisam novas abordagens para aprimorar ainda mais as baterias. Eles dão especial atenção às anódicas de lítio-metal, onde a equipe identifica potenciais que podem ser explorados para criar células de bateria mais duradouras, especialmente no que diz respeito à interface entre a anódica de lítio-metal e o eletrólito (sólido). Segundo os pesquisadores, a estabilidade dessa interface é essencial para obter células de bateria mais confiáveis e duradouras.
Como estabilizador da superfície de interface, os especialistas da Fraunhofer agora utilizam finas camadas amorfas de carbono, que em um primeiro passo são depositadas sobre condutores de cobre por meio de um método inovador de PVD a arco laser. “Em seguida, os materiais revestidos são testados em células de bateria e comparados com células de referência”, explicam os idealizadores. Dessa forma, busca-se investigar quais propriedades das camadas intermediárias são decisivas para uma superfície de interface o mais estável possível nas células de bateria. Está claro que o estabilizador deve contribuir para que o lítio contido na célula possa ser utilizado como material ativo da anodo.
Além do desempenho técnico, o projeto também leva em consideração a perspectiva ecológica e a possibilidade de aplicação futura em formatos celulares maiores. “Por um lado, por meio de uma análise de ciclo de vida, conhecida como Life Cycle Assessment (LCA), pretendemos investigar os fluxos relevantes de materiais e energia, bem como os impactos ambientais dessa abordagem; por outro lado, desenvolveremos simultaneamente um conceito para a transferência da tecnologia para células maiores”, explica a equipe. Dessa forma, o projeto une o desenvolvimento de materiais e a pesquisa celular a uma avaliação ecológica e às primeiras reflexões sobre sua futura escalabilidade.
O valor potencial para os fabricantes é evidente: baterias de lítio-metal mais eficientes e duradouras poderiam reduzir o peso dos veículos elétricos, mantendo ao mesmo tempo altas densidades energéticas. No entanto, atualmente o LIMAC ainda se encontra em fase de pesquisa básica.