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**Tecnologia inovadora em monocristais pode aumentar a durabilidade de baterias de veículos elétricos**
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Kyu-Young Park do Instituto de Pós-Graduação de Tecnologia de Materiais Ferrosos e do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), juntamente com Kyoung Eun Lee, candidato a PhD, e a ex-aluna Yura Kim, em colaboração com a POSCO Holdings N.EX. T Hub, desenvolveu uma tecnologia de síntese de monocristais que pode revolucionar a durabilidade de materiais catódicos em baterias de veículos elétricos. A pesquisa foi publicada recentemente na revista internacional ACS Materials & Interfaces.
As baterias de lítio, amplamente utilizadas em veículos elétricos, operam convertendo energia elétrica em energia química e vice-versa, através do movimento de íons de lítio entre um cátodo e um ânodo. Os materiais catódicos à base de níquel são preferidos por sua alta capacidade de armazenamento de íons de lítio. No entanto, esses materiais, geralmente em forma policristalina, sofrem degradação estrutural durante ciclos de carga e descarga, o que reduz significativamente sua vida útil. Para contornar essa limitação, os pesquisadores focaram na produção de materiais catódicos em forma de monocristal. Esses monocristais, sintetizados como partículas grandes e únicas, apresentam maior estabilidade e durabilidade estrutural e química em comparação aos policristais.
Embora seja sabido que os monocristais são sintetizados a altas temperaturas, o processo exato e as condições necessárias para esse endurecimento ainda eram pouco compreendidos. Os pesquisadores identificaram uma “temperatura crítica” específica, crucial para a síntese de monocristais de alta qualidade. A equipe explorou várias temperaturas de síntese para determinar as condições ideais para a formação desses monocristais no material catódico à base de níquel (N884). Foi observado que os materiais policristalinos, quando sintetizados abaixo dessa temperatura crítica, são suscetíveis à degradação ao longo do tempo. Em contraste, acima dessa temperatura, os monocristais são produzidos com facilidade e apresentam longevidade superior.
Esse aprimoramento na durabilidade se deve ao processo de “densificação”, que ocorre acima da temperatura crítica. Durante a densificação, o tamanho dos grãos internos do material aumenta e os espaços vazios são preenchidos densamente, resultando em monocristais extremamente duros e resistentes à degradação a longo prazo. O professor Kyu-Young Park destacou a importância dessa descoberta, afirmando: “Introduzimos uma nova estratégia de síntese para aumentar a durabilidade dos materiais catódicos à base de níquel”. Ele acrescentou: “Continuaremos nossa pesquisa para tornar as baterias secundárias para veículos elétricos mais baratas, rápidas e duradouras”. A inovação trazida por essa pesquisa abre caminho para a produção de baterias que podem durar até um milhão de quilômetros, aumentando a viabilidade e a eficiência dos veículos elétricos a longo prazo.
