Estas melhorias são inéditas no desenvolvimento de baterias, onde os ajustes na composição resultam normalmente em melhorias entre os 5% e os 10%. O prolongamento da vida útil das baterias de veículos elétricos (VE) não só reduziria a frequência com que estas acabam em aterros sanitários ou instalações de reciclagem, como também diminuiria a pressão ambiental associada à mineração de níquel e cobalto.
No entanto, a pressão precisa de ser precisa: se for demasiado alta ou demasiado baixa, as baterias irão falhar. Os investigadores construíram um dispositivo personalizado para manter a pressão na bateria dentro desta gama "ideal", sem recorrer a qualquer processo químico especializado. Os resultados foram publicados na revista Nature Energy.
Na sua forma mais básica, as baterias de iões de lítio consistem num ânodo, um cátodo e um eletrólito. À medida que a bateria passa por cada ciclo de carga e descarga, os iões de lítio movem-se do ânodo para o cátodo e vice-versa. Isto faz com que a bateria se expanda e contraia fisicamente, quase como se estivesse a respirar.

“As baterias geralmente não gostam deste ciclo de carga e descarga”, disse o professor Michael De Volder, do Departamento de Engenharia de Cambridge, que co-liderou a investigação. “Grande parte do trabalho para melhorar as baterias de iões de lítio é feito por químicos e físicos, mas, como engenheiro mecânico, também queria investigar o papel que a mecânica desempenha.”

Para estudar isto, De Volder e os seus colegas construíram um dispositivo que comprime um tipo de bateria conhecida como “bateria tipo bolsa” utilizando “foles” pneumáticos — pequenas almofadas cheias de ar que funcionam como uma braçadeira auto-ajustável. Os foles mantêm uma pressão contínua, enquanto um sensor monitoriza as variações mínimas de volume à medida que a bateria é carregada e descarregada.
“Simplesmente compramos baterias comerciais e testamos a sua vida útil sob diferentes pressões”, explicou De Volder. “Não temos de alterar nada em termos da composição do eletrólito ou dos elétrodos.”
Descobriram que a pressão do fole deve estar na gama “ideal”: cerca de 12,5 bar, aproximadamente quatro vezes a pressão padrão das baterias convencionais do tipo botão. Fora desta gama, as baterias falham mais rapidamente. Se a pressão for demasiado elevada, pode provocar a formação de placas de lítio no ânodo e, se for demasiado baixa, pode provocar fissuras no cátodo.

"Verificámos que, quando a pressão é mantida relativamente constante durante cada ciclo de carga e descarga, a vida útil global da bateria melhora significativamente", explicou De Volder. "Se a pressão for demasiado elevada, o ânodo é negativamente afetado. Se não for suficientemente elevada, o cátodo começa a degradar-se. As nossas experiências identificaram o 'ponto ideal' para as baterias em relação à pressão."

Os resultados, embora ainda numa fase inicial, podem ter implicações importantes para o mercado de veículos elétricos, que está a crescer rapidamente, particularmente o mercado de automóveis usados. "Quanto mais tempo durar o produto, menos vezes os materiais terão de ser reciclados", disse De Volder. "E, neste momento, somos muito maus a reciclar baterias."
Além disso, as baterias de veículos elétricos com maior durabilidade podem reduzir o volume de matérias-primas que têm de ser extraídas — muitas vezes em condições extremamente precárias — para o fabrico de novas baterias. “Desenvolvemos uma solução para carros elétricos mais limpos, mas precisamos de garantir que, em contrapartida, não estamos a causar novos desastres ecológicos noutras partes do mundo”, disse De Volder. “Se pudéssemos reduzir um pouco a pressão sobre estas operações de mineração, isso seria outro grande benefício”.
A tecnologia foi testada à escala laboratorial, mas terá de ser ampliada para aplicações comerciais em baterias. A Cambridge Enterprise, o braço de inovação da Universidade, requereu uma patente.

A investigação foi parcialmente financiada pelo Conselho Europeu de Investigação, pela Faraday Institution e pelo Conselho de Investigação em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC), que faz parte do UK Research and Innovation (UKRI). Michael De Volder é membro do St John’s College, em Cambridge.

Referência:
Heng Wang, Rui Wang et al. The interaction between cell pressure, mechanical expansion, and degradation pathways in NMC-graphite lithium-ion batteries. Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-02087-6