Recentemente, investigadores chineses superaram os limites de densidade energética e desempenho das baterias convencionais de iões de lítio, desenvolvendo células de bolsa flexível com uma densidade energética superior a 600 watt-hours/kg e baterias em módulo com uma capacidade de 480 watt-hours/kg. Estes indicadores de desempenho melhoram diretamente a densidade energética e a vida útil das baterias de iões de lítio existentes em 2-3 vezes.

Com o rápido desenvolvimento de áreas emergentes como o transporte elétrico, a economia de baixa altitude, a eletrónica de consumo e os robôs humanoides, a procura por baterias recarregáveis de alta energia e longa duração torna-se cada vez mais urgente. A densidade energética é uma métrica central das baterias, e como armazenar mais energia reduzindo simultaneamente o peso e o tamanho é um desafio técnico que investigadores de todo o mundo se esforçam por superar.

As baterias de lítio metálico, com uma densidade energética teórica significativamente superior à das baterias convencionais de iões de lítio, são consideradas uma tecnologia de baterias de próxima geração capaz de resolver os limites de desempenho e de vida útil das baterias existentes. No entanto, os atuais designs de eletrólitos têm dificuldade em satisfazer simultaneamente os requisitos de melhoria da produção de energia da bateria e da vida útil em ciclos.

Após anos de investigação inovadora e avanços técnicos, uma equipa de investigação da Universidade de Tianjin e os seus colaboradores foram pioneiros num conceito de design "deslocalizado" para eletrólitos de baterias de lítio metálico de alta energia. Este conceito rompe a dependência do design tradicional de eletrólitos numa estrutura de solvatação dominante, alcançando simultaneamente uma maior densidade energética e um melhor desempenho global. Os resultados da investigação foram publicados na revista académica internacional Nature em 13 de agosto.

Hu Wenbin, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Tianjin e líder da equipa, explicou que, através desta inovação, a equipa de investigação atingiu as metas de desempenho para a bateria de alta densidade energética "Battery600" e conseguiu escalar com sucesso o pack de baterias de alta densidade energética "Pack480," estabelecendo uma base importante para a futura aplicação de baterias de lítio metálico. Além disso, a tecnologia também apresenta excelente estabilidade de ciclagem e segurança.

Atualmente, tirando partido de plataformas nacionais como a Plataforma Nacional de Inovação para a Integração Indústria-Educação em Tecnologia de Armazenamento de Energia da Universidade de Tianjin e o Laboratório Nacional Chave de Materiais Funcionais de Metais Preciosos, a equipa está a promover ativamente a transformação técnica e a verificação da aplicação destes resultados. Já estabeleceram uma linha de produção piloto para baterias de lítio metálico de alta energia, que foram aplicadas com sucesso a três modelos de veículos aéreos não tripulados miniatura totalmente elétricos na China, aumentando o tempo de voo em 2.8 vezes em comparação com as baterias existentes.

Segundo relatos, a equipa domina atualmente as tecnologias essenciais de toda a cadeia das baterias de lítio de alta energia, nomeadamente "materiais-eletrólito-elétrodo-bateria". Todas as matérias-primas e tecnologias-chave são controláveis de forma independente, e a equipa tem capacidade de produção em massa com elevada consistência. Prevê-se que entre totalmente em produção no segundo semestre deste ano.