Você provavelmente já notou que, depois de alguns meses de uso, a bateria do seu laptop ou do smartphone parece durar menos. Não é defeito: baterias de íons de lítio podem mesmo perder capacidade à medida que vão sendo utilizadas. Só nunca ficou claro o porquê. Até agora: cientistas do Departamento de Energia dos Estados Unidos finalmente conseguiram resolver este enigma.
Relatada em dois estudos publicados recentemente na Nature Communications, a descoberta aponta para a existência de nanocristais como “culpados” pela perda progressiva e lenta, mas cumulativa da capacidade das baterias de íons de lítio, o tipo mais utilizado pela indústria atualmente.
Quando você usa o celular, o notebook ou qualquer outro dispositivo, a energia proveniente da sua bateria vai sendo consumida, isto é óbvio. Neste processo, os íons de lítio conseguem transportar sua carga elétrica entre os eletrodos da bateria por meio de uma substância condutora conhecida como eletrólito.
O que já se sabia é que, à medida que esta movimentação acontece, as estruturas dos eletrodos sofrem uma espécie de erosão. Em outras palavras: quanto mais a bateria trabalha, mais os eletrodos se degradam, fazendo com que a capacidade total do dispositivo diminua progressivamente.
A ciência nunca conseguiu deter este efeito por não entender exatamente como esta “corrosão” ocorre. Após extensa observação, o que os pesquisadores norte-americanos descobriram é que, quando se movem, os íons de lítio reagem com o óxido de níquel que faz parte da composição da bateria, produzindo nanocristais de sal.
Encare estes minúsculos cristais como uma “praga”: de certa forma, este material causa alterações nas estruturas internas da bateria e, ao mesmo tempo, faz com que os íons se movam de maneira menos eficiente.
Com o culpado encontrado, tudo o que os cientistas precisam fazer agora é combater este cristal, certo? Sim, mas esta é uma missão tão complicada que já está sendo alvo de outros estudos.
As imperfeições que causam acúmulo de cristais
O que acontece é que, por mais sofisticada que seja a construção das baterias, os materiais que as compõem sempre possuem imperfeições que, apesar de extremamente pequenas, são suficientes para permitir que cada um destes pontos se tornem depósitos de cristais. Se não fossem por estas irregularidades, o acúmulo do sal seria bem menos efetivo, quiçá inexistente.
Como as imperfeições ocorrem em nível molecular, há pouco ou nada que possa ser feito para evitar a sua formação. Por conta disso, o caminho mais natural tende a ser o de combater o acúmulo de nanocristais.
Para tanto, uma das apostas dos cientistas está em revestir os eletrodos da bateria com algum tipo de material capaz de preencher os espaços oriundos das imperfeições e, assim, amenizar o acúmulo de cristais.
Já há uma equipe trabalhando nisso, inclusive, mas o desafio é dos grandes: além de permitir o funcionamento normal da bateria, os cientistas precisam avaliar os níveis de viabilidade e eficiência da técnica, o que exigirá bastante tempo.
Seja lá como for, ter um caminho para trilhar já é um grande avanço, afinal, não faz muito sentido contar com baterias com cada vez mais capacidade, mas que parecem se desgastar quase que na mesma proporção.
Com informações: ExtremeTech, Brookhaven Lab
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