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Recentemente, pesquisadores chineses superaram os gargalos de densidade de energia e desempenho das baterias convencionais de íons de lítio, desenvolvendo células pouch com uma densidade de energia superior a 600 watt-hours/kg e baterias de módulo com uma capacidade de 480 watt-hours/kg. Esses indicadores de desempenho melhoram diretamente a densidade de energia e a vida útil das baterias de íons de lítio existentes em 2-3 vezes.

Com o rápido desenvolvimento de campos emergentes, como transporte elétrico, economia de baixa altitude, eletrônicos de consumo e robôs humanoides, a demanda por baterias recarregáveis de alta energia e longa vida útil está se tornando cada vez mais urgente. A densidade de energia é uma métrica central da bateria, e como armazenar mais energia reduzindo peso e tamanho é um desafio técnico que pesquisadores de todo o mundo estão se esforçando para superar.

As baterias de metal de lítio, com uma densidade de energia teórica significativamente maior do que as baterias convencionais de íons de lítio, são consideradas uma tecnologia de baterias de próxima geração capaz de resolver os gargalos de desempenho e de vida útil das baterias existentes. No entanto, os projetos atuais de eletrólitos têm dificuldade em atender simultaneamente aos requisitos de melhoria da saída de energia da bateria e da vida útil em ciclos.

Após anos de pesquisa inovadora e avanços técnicos, uma equipe de pesquisa da Universidade de Tianjin e seus colaboradores foi pioneira em um conceito de design "deslocalizado" para eletrólitos de baterias de metal de lítio de alta energia. Esse conceito rompe a dependência do design tradicional de eletrólitos em uma estrutura de solvatação dominante, alcançando tanto maior densidade de energia quanto melhor desempenho geral. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista acadêmica internacional Nature em 13 de agosto.

Hu Wenbin, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Tianjin e líder da equipe, explicou que, por meio dessa inovação, a equipe de pesquisa atingiu as metas de desempenho da bateria de alta densidade de energia "Battery600" e conseguiu com sucesso a escalabilidade do pack de baterias de alta densidade de energia "Pack480", estabelecendo uma base importante para a futura aplicação das baterias de metal de lítio. Além disso, a tecnologia também apresenta excelente estabilidade de ciclagem e segurança.

Atualmente, aproveitando plataformas nacionais como a Plataforma Nacional de Inovação para 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 equipe está promovendo ativamente a transformação tecnológica e a verificação de aplicação desses resultados. Eles já estabeleceram uma linha piloto de produção de baterias de metal de lítio de alta energia, que foram aplicadas com sucesso a três modelos de veículos aéreos não tripulados miniatura totalmente elétricos no meu país, aumentando o tempo de voo em 2.8 vezes em comparação com as baterias existentes.

Segundo relatos, a equipe atualmente domina as tecnologias centrais de toda a cadeia de baterias de lítio de alta energia, a saber, "materiais-eletrólito-eletrodo-bateria". Todas as matérias-primas e tecnologias-chave são controláveis de forma independente, e a equipe tem capacidade de produção em massa com alta consistência. Espera-se que entre totalmente em produção no segundo semestre deste ano.