A empresa japonesa Asahi Kasei anunciou o desenvolvimento de uma nova tecnologia de pré-adição de lítio para baterias de íons de lítio de alta tensão equipadas com eletrodos negativos à base de silício. A tecnologia visa reduzir a perda permanente de capacidade que normalmente ocorre durante o primeiro ciclo de carga e descarga, além de aumentar a densidade de energia e reduzir o custo das baterias ricas em silício.
O método utiliza carbonato de lítio como fonte adicional de lítio. Esse material é relativamente barato e tem um histórico de uso na indústria de baterias de íons de lítio, mas seu uso na pré-adição de lítio era difícil porque sua tensão de decomposição é muito superior à faixa normal de operação das células de bateria.
Como funciona a tecnologia?
A Asahi Kasei utiliza aditivos especiais no eletrólito para ajudar a decompor o carbonato de lítio nas tensões celulares usuais das baterias de íons de lítio convencionais. O carbonato de lítio é previamente adicionado ao eletrodo positivo como fonte sacrificial de lítio e, em seguida, decompõe-se durante o carregamento inicial para fornecer lítio à célula.
A importância dessa etapa está no tratamento de um problema conhecido dos eletrodos negativos de silício: esses eletrodos perdem uma grande parte de sua capacidade de forma irreversível durante o primeiro carregamento. Normalmente, compensar essa perda exige o uso de maiores quantidades de material ativo no eletrodo positivo, o que aumenta o consumo de materiais e o custo.
Resultados dos testes e potencial de fabricação
Em testes internos com uma célula do tipo NMC, isto é, de níquel, manganês e cobalto, que continha um eletrodo negativo composto por 90% de grafite e 10% de óxido de silício, a tecnologia registrou um aumento de 10% na densidade de energia. A empresa também afirmou ter melhorado a vida útil dos ciclos de carga e descarga, reduzindo simultaneamente o custo por watt-hora.
Segundo o material, a tecnologia não exige grandes modificações nas atuais linhas de fabricação de baterias e deverá ser aplicável a uma ampla variedade de sistemas de materiais para eletrodos positivos e negativos. Isso torna o desenvolvimento relevante para fabricantes de baterias que buscam introduzir gradualmente o silício nos eletrodos negativos sem reconstruir completamente as linhas de produção.
O que muda na prática?
Se os resultados forem confirmados em avaliações independentes e em escala de produção, a tecnologia poderá ajudar a aumentar a energia armazenada na célula e reduzir a quantidade de materiais positivos necessária para compensar a perda inicial. No entanto, a Asahi Kasei não anunciou o lançamento de um produto comercial final; a empresa afirmou que trabalhará com clientes de todo o mundo para realizar avaliações de prova de conceito (PoC) e estudar aplicações práticas.
A empresa planeja licenciar a tecnologia e oferecer estruturas flexíveis de colaboração, adaptadas ao estágio de desenvolvimento de cada cliente. A iniciativa faz parte do programa Technology-value Business Creation (TBC) de seu plano de gestão de médio prazo, que busca transformar ativos intangíveis, como patentes, conhecimentos, dados e algoritmos, em valor por meio de modalidades que incluem o licenciamento.
A Asahi Kasei pretende firmar pelo menos 10 novos acordos de licenciamento durante o ano fiscal de 2025–2027, com uma contribuição acumulada para os lucros de 10 bilhões de ienes ou mais até aproximadamente 2030.