Cientistas criam tecnologia que revela com precisão a "saúde" de uma bateria

Sabe aquela sensação de que a bateria do celular está perdendo fôlego, demora muito para carregar e acaba na metade do dia? Aí você baixa um aplicativo para testar a “saúde” da bateria e ele não encontra nenhum problema. Para acabar com essa falta de precisão na hora de medir a degradação desses equipamentos, cientistas da Universidade Heriot Watt, no Reino Unido, e da Universidade de Maryland, nos EUA, desenvolveram um novo método que utiliza Inteligência Artificial para estimar o comprometimento de células de energia.

• Baterias de grafeno já são realidade e podem ser fabricadas em massa
• iOS: como consultar o nível de bateria do iPhone
• Baterias de cálcio podem ser a fonte de energia do futuro

Com a tecnologia atual, é difícil calcular o estado de saúde de uma bateria sem interromper o seu uso totalmente. Além disso, são necessários equipamentos especializados que realizam longos ciclos de carga e descarga para ter um número aproximado e, na maioria das vezes impreciso, sobre a perda da capacidade de reter energia destas células.

Utilizando a nova técnica, os cientistas conseguiram medir o potencial energético das baterias sem precisar desligá-las por completo. Eles alimentaram algoritmos de Inteligência Artificial com a tensão bruta e os dados operacionais de cada uma delas.

"Primeiro entendemos a degradação da bateria e depois nos concentramos nos dados, onde projetamos os recursos que capturam a degradação da bateria, selecionamos os recursos mais importantes e só então implantamos as técnicas de IA para estimar a integridade do dispositivo", explica o responsável pelo projeto, Darius Roman.

Saúde debilitada

Em um tanque de lítio convencional, os íons fluem do cátodo para o ânodo. Este fluxo que fornece energia para os aparelhos se inverte quando se coloca o celular para carregar. Nesse caso, os íons são “forçados” a voltar do ânodo para o cátodo usando a energia de uma fonte externa, como uma tomada, por exemplo.

O desgaste acontece porque esse processo não ocorre de forma ideal e acaba desgastando o cátodo durante os ciclos. A cada recarga ele vai perdendo um pouco de sua capacidade, acumulando uma boa quantidade de pequenas degradações.

Depois de centenas de ciclos de carga e descarga, a saúde da bateria começa a dar sinais de fraqueza, perdendo a capacidade de conservar e liberar energia como fazia no começo da sua vida útil, que dura em média de dois a três anos, mais ou menos uns 600 ciclos.

Perspectivas para o futuro

O avanço da tecnologia de armazenamento de energia é um passo importante no desenvolvimento de novos produtos que precisam equilibrar na mesma equação o consumo de eletricidade e o tempo que permanecem longe de uma tomada.

Com as estruturas que agora podem utilizar sistemas de aprendizagem de máquina para estimar a degradação real de uma bateria, os pesquisadores esperam desbloquear conceitos antigos e incentivar a criação de novas células de estado sólido, com design aprimorado e mais eficientes.

“As baterias são cada vez mais críticas para uma variedade de aplicações, da robótica à integração de energia renovável. Um desafio chave nesses domínios é ter estimativas precisas e de alta confiança do estado de saúde da bateria, para garantir a viabilidade econômica de um projeto”, disse o engenheiro Valentin Robu.

Você acredita que seria importante saber com exatidão como anda a saúde da bateria do seu celular? Comente.

Fonte: Nature