Causa da perda de desempenho em baterias ^{CEFR B1}

Pesquisadores da The University of Texas at Austin, Northeastern University, Stanford University e Argonne National Laboratory identificaram uma causa-chave para a perda de desempenho em baterias recarregáveis. Cada ciclo de carga e descarga faz a bateria expandir e contrair, um efeito comparado a respirar. Esse movimento repetido gera pequenas mudanças na forma das partículas do eletrodo e cria tensões internas, um processo descrito como degradação quimio-mecânica. O estudo foi publicado na revista Science.

Foi observada uma dinâmica chamada "cascatas de deformação": a tensão pode acumular-se em uma região do eletrodo e depois irradiar para áreas vizinhas. Centenas de milhares de partículas dentro do eletrodo não se movem de forma uniforme; algumas mudam rápido, outras permanecem estáveis. Yijin Liu afirmou: "A cada 'respiração' da bateria, há algum grau de irreversibilidade. Esse efeito se acumula ao longo do tempo, eventualmente causando a falha da célula." Coautor Juner Zhu explicou como os movimentos concentram tensões em pontos específicos.

Para documentar isso, a equipe usou imagens em tempo real com microscopia de raios X de transmissão operando (TXM) e laminografia 3D por raios X. O comportamento foi visto pela primeira vez em fones de ouvido comerciais. Os resultados apontam caminhos para projetar eletrodos que resistam à tensão ou aplicar pressão controlada para reduzir danos, e os pesquisadores planejam desenvolver modelos teóricos das interações químicas e mecânicas.