Fraunhofer ISE aumenta a densidade energética das células de bateria
O Fraunhofer ISE desenvolveu uma nova arquitetura para células de bateria que, mantendo o mesmo peso, deve permitir uma densidade energética 10 a 15% maior. Essa abordagem utiliza eletrodos significativamente mais espessos, o que reduz a necessidade de condutores elétricos. Isso pode ser interessante, no futuro, também para carros elétricos.
Produção semiautomática de células de bateria no Fraunhofer ISE
Foto: Fraunhofer ISE
Se for possível desenvolver células de bateria com maior densidade energética mantendo o mesmo peso, será possível armazenar mais energia no mesmo espaço. Isso pode ser vantajoso para sistemas de armazenamento de bateria estacionários, que foram o foco de três projetos de pesquisa financiados pelo governo federal pelo Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE em Freiburg. No entanto, os conhecimentos físicos obtidos com isso também podem ser aplicados em baterias de tração de carros elétricos. E nesse caso, uma maior densidade energética também poderia contribuir para maior autonomia dos veículos.
Mas, entre os projetos do Franhofer ISE: a instituição trabalhou com vários parceiros para desenvolver uma nova arquitetura para células de bateria que permita uma maior densidade energética. Os cientistas focaram nas eletrodos das células de bateria e aumentaram a espessura de seu revestimento em mais de três vezes: em vez dos 100 a 200 micrômetros habituais, os pesquisadores adotaram um revestimento de até 800 micrômetros.
Células de bateria com 10 a 15% mais densidade energética
“Normalmente, a ânodo e a cátodo – as duas eletródas de uma célula de bateria – são compostas por muitas camadas finas alternadas de revestimento da eletródo e condutores de corrente”, explica o Dr. Oliver Fitz, líder do grupo de tecnologia de células de bateria no Fraunhofer ISE. “Conseguimos aumentar a espessura do revestimento da eletródo dos 100 a 200 micrômetros habituais para até 800 micrômetros, reduzindo assim significativamente a quantidade de condutores de corrente necessários. Como resultado, temos muito mais espaço para material ativo, o que eleva a densidade energética em 10 a 15 por cento, dependendo do tipo e da concepção da bateria.”
Foco no uso em sistemas de armazenamento de energia com baterias
No entanto, o conceito ainda não está pronto para produção em série. De acordo com o Fraunhofer ISE, os resultados do projeto indicam antes um “enfoque promissor para uma industrialização futura da arquitetura inovadora de eletrodos e células”. As novas células de bateria são interessantes para uso em sistemas de armazenamento de energia com baterias (BESS), mas também em veículos elétricos.
A nova estrutura de eletrodos ou células foi desenvolvida pela equipe de pesquisa nos projetos “VORAN– Armazenadores de bateria inovadores com íons de sódio para aplicações estacionárias e móveis” (em andamento até junho de 2027), “INFAB– Baterias com íons de zinco para armazenamento estacionário de energia – fabricação e montagem” (concluído) e “WinZIB2– Sistema inovador de baterias com íons de zinco apto para uso mundial”, todos financiados pelo governo federal.