Baterias do futuro podem não explodir nunca e durar 100 mil ciclos

Por Redação | 31 de Janeiro de 2018 às 16h54

Um dos principais motivos pelos quais usuários precisam trocar seus smartphones e tablets em poucos anos de uso é a bateria, que fica "viciada" com o tempo e acaba deixando o aparelho praticamente inutilizável, caso não haja uma reposição. Isso sem falar em problemas relacionados ao superaquecimento do componente, que acaba causando explosões, deixando a integridade física do usuário em risco. Mas esse cenário pode mudar em um futuro não muito distante, pois novas tecnologias para a criação de baterias que não explodem e que podem durar uma vida toda estão a caminho.

Mas, primeiro, vamos entender como funcionam as atuais baterias de íons de lítio (Li-ion), que alimentam a maioria dos dispositivos eletrônicos que usamos hoje em dia. Baratas para produzir, elas ficaram populares na indústria da tecnologia não somente por conta disso, mas, também, por ter altas capacidades e por permitir um carregamento rápido.

Contudo, suas desvantagens são consideráveis, como a degradação de sua capacidade ao longo do tempo (uma bateria Li-ion de um smartphone, por exemplo, consegue manter sua capacidade integral por um período médio de dois anos, somente). E para piorar o cenário, a tecnologia de carregamento wireless está reduzindo ainda mais a vida útil de baterias por aí, pela facilidade de se recarregar o aparelho a qualquer instante, o que aumenta a quantidade de ciclos consumidos. Ainda, ao recarregar a bateria, calor é produzido, e altas temperaturas desgastam ainda mais o componente.

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Bateria de Li-ion inchada devido ao superaquecimento (Reprodução: Divulgação)

As baterias de íons de lítio são fabricadas com pequenas camadas de átomos de lítio e átomos de metal de transição, processo chamado de "ordenado". Essa estrutura ordenada faz com que o lítio passe entre as camadas facilmente, o que fornece a capacidade das baterias. Mas estudos indicam que esse processo poderia acontecer ainda melhor de maneira desordenada, só que não conseguiram, ainda, criar uma maneira específica para criar catodos desordenados. Se baterias Li-ion chegassem ao mercado com construção desordenada, elas teriam ainda mais capacidade do que as atuais.

Grafeno pode ajudar

Estudos mostram que é possível revestir eletrodos com grafeno, resultando em uma bateria capaz de ser recarregada por completo em apenas 12 minutos (processo cinco vezes mais rápido do que o atual). E pesquisadores sul-coreanos vêm trabalhando nessa ideia. Segundo Son In-hyuk, que lidera um projeto do tipo, baterias com grafeno teriam preço acessível, além de maior capacidade e temperatura estável (sem risco de superaquecimento). Mas esse tipo de bateria pode acabar sendo aplicado em veículos elétricos, não chegando aos smartphones, uma vez que baterias de carros demoram muito tempo para carregar.

O futuro pode estar no magnésio

Enquanto o uso do grafeno seria apenas um aperfeiçoamento das baterias de íons de lítio, uma outra tecnologia usando magnésio pode significar uma verdadeira evolução neste mercado. É que uma bateria de íon de magnésio de estado sólido não usa líquidos em seu interior, e isso significa que a bateria é mais segura do que as de Li-ion, porque não arrisca pegar fogo se superaquecida. Além disso, esse tipo de bateria à base de magnésio teria o dobro da capacidade das de lítio. Contudo, o desenvolvimento dessa tecnologia ainda está em seus estágios iniciais.

Nanofios de ouro

Nanofio é um feixe minúsculo com propriedades isolantes e semicondutoras, com diâmetros a partir de um nanômetro. E baterias com nanofios de ouro seriam especialmente beneficiadas com o carregamento rápido, apesar de, até então, não fornecer um ótimo ciclo de vida.

Em 2010, uma bateria de nanofios de silício foi construída com apenas 250 ciclos de vida útil, antes de se degradar abaixo dos 80% de sua capacidade original. Baterias de íons de lítio atuais podem chegar a 500 ciclos antes da degradação, para se ter uma ideia.

Mas, em 2016, uma doutoranda chamada Mya Le Thai conseguiu resolver o problema, ao revestir nanofios de ouro com óxido de manganês, colocando-os em um eletrólito de gel de polimetacrilato de metilo. O resultado foi uma bateria com mais de 100 mil ciclos de vida útil até apresentar uma degradação significativa.

Mya Le Thai mostra sua bateria com nanofios de ouro (Reprodução: Steve Zylius / UCI)

Resta saber se a tecnologia pode ser produzida em massa, para equipar nossos dispositivos móveis e garantir uma vida útil prolongada aos aparelhos.

Sendo realistas: o que podemos esperar do futuro próximo?

Bom, ainda que as tecnologias realmente inovadoras no que diz respeito à fabricação de baterias ainda estejam um pouco longe de se tornarem comerciais, a Samsung já parece ser capaz de produzir com eficiência baterias com bolas de grafeno, garantindo componentes com vida útil maior e mais capacidade.

Outra grande fabricante do mercado que pode trazer baterias melhores no curto prazo é a Panasonic, que apresentou uma bateria de íons de lítio flexível em 2016, e patentes recentemente registradas pela Samsung indicam que a sul-coreana também vem trabalhando nesta tecnologia.

Fonte: Phone Arena

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