Bateria recarregável flexível consegue armazenar 10 vezes mais energia

Desde há vários anos que se tem investigado baterias alternativas às que conhecemos hoje. Novos materiais, eventualmente para substituir o lítio, mas acima de tudo a ideia é conseguir armazenar mais energia e menor espaço. Baterias de lítio-enxofre, de iões de sódio e até de zinco. Todas elas são vistas como alternativa, mas a evolução é lenta.

Agora, investigadores apresentaram um novo protótipo que é composto por óxidos de prata e zinco.

Bateria AgO-Zn com mais armazenamento de energia que uma de Li-Ion

Uma equipa de investigadores desenvolveu uma bateria de óxido de prata-zinco flexível e recarregável. Segundo os responsáveis, esta bateria tem uma densidade de energia de área cinco a 10 vezes maior do que o melhor que existe no mercado.

A bateria também é mais fácil de fabricar; enquanto a maioria das baterias flexíveis precisam ser fabricadas em condições estéreis, sob vácuo, esta pode ser impressa em tela em condições normais de laboratório. O dispositivo pode ser usado em dispositivos eletrónicos flexíveis e extensíveis para vestíveis, bem como em robótica leve.

A equipa, formada por investigadores da Universidade da Califórnia em San Diego e da empresa ZPower, detalha as suas descobertas na edição de 7 de dezembro da revista Joule.

As nossas baterias podem ser projetadas em torno da eletrónica, em vez de a eletrónica precisar ser projetada em torno das baterias.

Referiu Lu Yin, um dos co-autores.

A capacidade de área desta bateria inovadora é de 50 miliamperes por centímetro quadrado em temperatura ambiente. Então, isto traduz-se em 10 a 20 vezes maior do que a capacidade de área de uma bateria de iões de lítio típica. Portanto, para a mesma área de superfície, a bateria descrita pode fornecer 5 a 10 vezes mais energia.

A nova bateria tem maior capacidade do que qualquer uma das baterias flexíveis atualmente disponíveis no mercado. Isso ocorre porque a bateria tem uma impedância muito menor – a resistência de um circuito elétrico ou dispositivo à corrente alternativa. Quanto mais baixa for a impedância, melhor será o desempenho da bateria contra alta descarga de corrente.

À medida que o mercado de 5G e Internet das Coisas (IoT) cresce rapidamente, esta bateria que supera os produtos comerciais em dispositivos sem fio de alta corrente provavelmente será a principal candidata como fonte de energia de próxima geração para produtos eletrónicos de consumo.

Explicou Jonathan Scharf, coautor da investigação na UC San Diego.

Poucos ciclos

As células impressas da bateria foram recarregadas mais de 80 ciclos, sem mostrar nenhum sinal importante de perda de capacidade. As células também permaneceram funcionais, apesar de repetidas flexões e torções.

Assim, para criar a bateria, os investigadores usaram um design de cátodo proprietário e química da ZPower. A equipa contribuiu com a sua experiência em sensores extensíveis para impressão e baterias extensíveis. A densidade de energia excecional da bateria deve-se à sua química de óxido de prata-zinco (AgO-Zn). A maioria das baterias flexíveis comerciais usa uma química Ag2O-Zn.

As baterias são impressas num filme de polímero quimicamente estável, elástico e com alto ponto de fusão (cerca de 200 graus °C) que pode ser selado a quente.

Portanto, a tecnologia está testada, comprovada a sua usabilidade e qualidade de adaptação, passará à fase seguinte, conforme o interesse do mercado.