Um novo aglutinante espumado à base de proteína permitiu compactar eletrodos de enxofre sem bloquear a passagem de íons, aumentando a densidade volumétrica e a velocidade de carga das baterias de lítio-enxofre. Os resultados foram apresentados em estudo publicado em 12 de novembro de 2025 na revista Small Structures por pesquisadores da Monash University, na Austrália.
O método transforma o aglutinante — tradicionalmente apenas um “adesivo” do eletrodo — em uma armação estrutural. A equipe liderada pelo pesquisador Petar Jovanović misturou albumina sérica bovina desnaturada com carboximetilcelulose (CMC) em água, aqueceu e bateu a solução até formar espuma, capturando bolhas de ar. Após a secagem, essas bolhas viram canais retos de 5 a 10 µm, que permanecem abertos mesmo após a prensagem industrial.
Mais energia em menos espaço
Com o novo aglutinante, a densidade do eletrodo subiu de 0,51 para 1,62 g/cm³. A porosidade caiu de 74 % para 21 %, mas a tortuosidade — medida da dificuldade do caminho iônico — aumentou apenas de 2,02 para 2,67. Amostras com aglutinantes convencionais apresentaram trincas e quase dobraram a tortuosidade.
Nos testes eletroquímicos, as células entregaram 1.283 mAh/g a 0,2C e 625 mAh/g a 4C, recuperando 96 % da capacidade ao retornar para 0,2C. Em termos volumétricos, alcançaram 1.550 mAh/cm³ e 3.285 Wh/L. Mesmo com carga de enxofre de 16 mg/cm² e densidade de 1,44 g/cm³, mantiveram 16,6 mAh/cm² a 0,05C e 13,6 mAh/cm² a 0,1C por 50 ciclos.
Durabilidade comprovada
Em regime de 2C, as baterias conservaram 94 % da capacidade inicial após 500 ciclos, com eficiência coulômbica acima de 99 %. Microscopia pós-ciclo comprovou que os canais verticais permanecem intactos, evitando fissuras e delaminação do eletrodo.
Imagem: using a protein foamed binder that tpl
Segundo os autores, o processo utiliza apenas água e materiais de baixo custo, dispensando fibras de Teflon ou óxidos metálicos pesados empregados em outras abordagens. A técnica pode ser adaptada a outras químicas que exigem eletrodos densos, mas permeáveis.
Com informações de Nanowerk
