Estudo utilizou lignina nos dois eletrodos da bateria e apresentou estabilidade durante 300 ciclos de carga e descarga
Pesquisadores do Departamento de Química da Universidade Federal de Viçosa (UFV) desenvolveram uma tecnologia para a fabricação de uma bateria completa de íons de lítio utilizando lignina como ligante nos dois eletrodos. A pesquisa foi publicada em 2 de outubro de 2026 na revista internacional Electrochimica Acta.
O estudo reuniu pesquisadores da UFV, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Shanghai University, na China. A pesquisa foi coordenada pelo professor Reinaldo Teófilo, do Laboratório de Química Aplicada do Departamento de Química da UFV. Igor Gonçalves é o primeiro autor do trabalho e foi orientado pelo professor.
A lignina é um biopolímero natural, renovável e presente na estrutura das plantas. O material é produzido em grandes quantidades como subproduto da indústria de celulose e papel. Atualmente, parte da lignina é utilizada pelas próprias fábricas para geração de energia.
Na pesquisa, os cientistas dissolveram a lignina em água e utilizaram o material como ligante no ânodo de grafite e no cátodo de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4). O ligante atua na união das partículas responsáveis pelo armazenamento de energia e na adesão dessas partículas ao metal que conduz a corrente elétrica.
Um dos materiais de referência utilizados no estudo foi o fluoreto de polivinilideno (PVDF), um ligante empregado pela indústria. Sua aplicação geralmente depende do solvente orgânico NMP, que exige cuidados relacionados ao meio ambiente e à saúde e também aumenta a complexidade da fabricação dos eletrodos.
Uma das amostras de lignina passou por tratamento hidrotérmico com água, calor e pressão. O procedimento modificou a estrutura do material e buscou melhorar sua interação com os componentes dos eletrodos.
Segundo os pesquisadores, estudos anteriores já haviam demonstrado a utilização da lignina como ligante no cátodo. O trabalho realizado na UFV avançou para a montagem de uma célula completa de íons de lítio, com o material utilizado simultaneamente como ligante no ânodo e no cátodo.
Os testes também utilizaram uma configuração com três eletrodos, permitindo acompanhar separadamente o comportamento do ânodo e do cátodo durante os ciclos de carga e descarga.
No cátodo, a perda de capacidade após 200 ciclos foi de 18,2% com a lignina modificada. No eletrodo produzido com PVDF, a perda foi de 22,2%. No ânodo de grafite, os ligantes de lignina apresentaram capacidades próximas às obtidas com PVDF.
Na bateria completa, montada com lignina modificada nos dois eletrodos, o sistema permaneceu estável durante 300 ciclos de carga e descarga. Após uma etapa de pré-litiação do ânodo, a bateria manteve aproximadamente 94,3% de sua capacidade ao final do teste.
Os experimentos foram realizados em células do tipo moeda, utilizadas em pesquisas e no desenvolvimento de baterias. De acordo com os pesquisadores, os resultados fornecem uma base para novos estudos relacionados ao escalonamento da tecnologia e à avaliação de baterias em formatos maiores.
Além do uso de uma matéria-prima renovável, a pesquisa avaliou o processamento dos eletrodos em meio aquoso, substituindo o uso do solvente orgânico NMP. A lignina também apresenta potencial para reduzir custos em relação ao PVDF.
A pesquisa utilizou lignina obtida por meio de uma parceria com o Departamento de Engenharia Florestal da UFV. O trabalho também contou com apoio da Fapemig, da Finep e da Capes.
Além de Igor Gonçalves e Reinaldo Teófilo, assinam o artigo Helder Oliveira Filho, Paulo Ortega, Iara Demuner, Hudson Zanin, Joaquim Mendes e Yufeng Zhao.
A tecnologia estudada pode ter aplicações em dispositivos que utilizam baterias de íons de lítio, como celulares, tablets, computadores portáteis, veículos e bicicletas elétricas.
Informações: UFV
