Os pesquisadores da Fraunhofer visam desvendar o potencial dos ânodos de lítio-metal
Pesquisadores de dois institutos Fraunhofer estão explorando novas abordagens para melhorar o desempenho e a vida útil dos sistemas de baterias. Uma ideia é usar o lítio em si como material anódico ativo em anodos de lítio-metal, alcançando assim uma maior capacidade específica nas células de bateria.
A localização do Fraunhofer IST em Braunschweig.
Imagem: Fraunhofer IST
O Instituto Fraunhofer de Engenharia de Superfícies e Filmes Finos IST está colaborando com o Fraunhofer USA Center Midwest no projeto LIMAC, que significa “Camadas Intermediárias de Carbono Amorfo para Células de Bateria de Lítio-Metal Confiáveis”. O projeto está em andamento desde setembro de 2025 e deve continuar até agosto de 2028.
Como parte do LIMAC, os pesquisadores estão explorando novas abordagens para aprimorar ainda mais as baterias, com foco especial nos ânodos de lítio-metal. A equipe vê potencial inexplorado aqui para o desenvolvimento de células de bateria com maior duração, especialmente no que diz respeito à interface entre o ânodo 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.
Para estabilizar essa interface, os especialistas da Fraunhofer estão introduzindo camadas finas de carbono amorfoso. Na primeira etapa, essas camadas são depositadas sobre coletores de corrente de cobre por meio de um processo inovador de PVD a laser-arco. “Os materiais revestidos serão então testados em células de bateria e comparados com células de referência”, explicam os pesquisadores. O objetivo é determinar quais propriedades das camadas intermediárias são cruciais para se obter a interface mais estável dentro da célula de bateria. É evidente que o estabilizador tem como finalidade permitir que o lítio contido na célula funcione por si só como material de ânodo ativo.
Além do desempenho técnico, o projeto também analisa a perspectiva ecológica e a possibilidade de transferência futura para formatos de células maiores. “Por um lado, será utilizada uma avaliação do ciclo de vida (ACV) para examinar os fluxos relevantes de materiais e energia, bem como os impactos ambientais dessa abordagem; por outro lado, será desenvolvido simultaneamente um conceito para escalar a tecnologia para células maiores”, explica a equipe. Dessa forma, o projeto combina o desenvolvimento de materiais e pesquisas com células com avaliações ecológicas e considerações iniciais para escalonamento futuro.
O valor agregado potencial para os fabricantes é claro: baterias de lítio-metal mais potentes e duradouras poderiam reduzir o peso dos veículos elétricos, mantendo altas densidades energéticas. No entanto, o LIMAC ainda está na fase de pesquisa básica.