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Produtos químicos especializados para o fabrico de baterias de lítio

July 4, 2026 1 min read

Visão geral

O mercado das baterias de iões de lítio (LIB) está a registar um crescimento sem precedentes, impulsionado pela adoção de veículos elétricos (VE) e pelo armazenamento de energia renovável. A capacidade global de produção de LIB ultrapassou os 1 200 GWh em 2024 e prevê-se que atinja mais de 4 000 GWh até 2030. Os produtos químicos especializados desempenham papéis fundamentais ao longo de toda a cadeia de valor das baterias — desde a polimerização do aglutinante dos elétrodos até à síntese do eletrólito e à funcionalização do separador.

Os principais desafios químicos no fabrico de baterias incluem: alcançar uma pureza ultra-elevada (grau de bateria, <10 ppm de impurezas metálicas individuais), controlar o peso molecular do ligante polimérico para uma adesão ideal dos elétrodos, desenvolver aditivos para eletrólitos termicamente estáveis e produzir revestimentos avançados para separadores, com vista a uma maior segurança.

Aplicações Químicas na Fabricação de Baterias

Os produtos químicos especializados são utilizados em várias fases da produção de baterias:

  • Polimerização do aglutinante dos elétrodos: os aglutinantes PVDF (fluoreto de polivinilideno) e SBR/CMC requerem iniciadores de polimerização controlados. Os iniciadores AZO são utilizados na produção do aglutinante de látex SBR.
  • Intermediários do eletrólito: A síntese do hexafluorofosfato de lítio (LiPF₆) requer produtos químicos de fluoreto de alta pureza. Os solventes orgânicos de carbonato (EC, DMC, EMC) requerem catalisadores de purificação.
  • Revestimentos de separadores: Os revestimentos cerâmicos (Al₂O₃, SiO₂) em separadores de poliolefina utilizam ligantes poliméricos curados com peróxido ou iniciadores AZO.
  • Tratamento de coletores de corrente: O tratamento de superfície de folhas de alumínio e cobre utiliza agentes de gravação especializados e produtos químicos de passivação.
  • Gestão térmica: Os materiais de mudança de fase (PCMs) e os materiais de interface térmica utilizam matrizes poliméricas reticuladas com peróxidos.

Recomendações de produtos

Produto Nome químico Número CAS Aplicação em baterias
AIBN Azobis(isobutironitrilo) 78-67-1 Látex aglutinante SBR para o ânodo
Peroxido de DCP Peróxido de dicumilo 80-43-3 Reticulante para separador de PE
Fluoreto para aplicações eletrónicas Sais de fluoreto de alta pureza Vários Síntese de LiPF₆ para eletrólitos
Peroxido BIPB Bis(t-butilperoxiisopropil)benzeno 2212-81-9 Cura de material de interface térmica
Carbonato de lítio Li₂CO₃ (grau de bateria) 554-13-2 Precursor do cátodo (NCM, LFP)

Comparação: Sistemas de ligantes para elétrodos de baterias de lítio

Parâmetro PVDF (cátodo) SBR/CMC (ânodo) Acrílico à base de água
Sistema iniciador N/A (polimerização em emulsão) AIBN/AZO ACVA (solúvel em água)
Solvente NMP (tóxico, reciclável) Água Água
Resistência à adesão Excelente Boa Moderada
Estabilidade eletroquímica Excelente (4,2 V+) Boa (<1,0 V vs Li) Boa (<3,0 V)
Custo Elevado (15-25 $/kg) Baixo (3-5 $/kg) Baixo (3-6 $/kg)
Impacto ambiental Elevado (NMP) Baixo (água) Baixo (água)

Estudo de caso: Melhoria da aderência do aglutinante do ânodo para elétrodos com elevado teor de silício

Um fabricante de baterias estava a desenvolver ânodos de alta densidade energética com 15% de teor de silício (SiOₓ). O ligante SBR/CMC utilizado apresentava fraca estabilidade de ciclos (70% de retenção de capacidade após 300 ciclos) devido à expansão volumétrica do silício durante a litiação/deslitiação, o que provocava a delaminação do ligante.

Solução: A Do Sender Chem recomendou um látex de SBR otimizado, sintetizado com o iniciador AIBN numa carga precisa de 0,4 % em peso, produzindo um SBR de PDI estreito (1,5) com peso molecular Mw de 250 000. O ligante melhorado apresentou elasticidade e aderência superiores às partículas de silício.

Resultados:

  • Retenção de capacidade após 300 ciclos: 88% (de 70%)
  • Eficiência coulômbica no primeiro ciclo: 92,5% (de 89%)
  • Resistência à descamação do elétrodo: 4,2 N/m (de 2,8 N/m)
  • Inchaço do elétrodo após 100 ciclos: 8% (de 15%)

Requisitos de pureza e controlo de qualidade

Os produtos químicos para baterias exigem um controlo de pureza rigoroso: (1) as impurezas metálicas (Fe, Cu, Ni, Cr) devem ser <10 ppm cada, para evitar curto-circuitos internos; (2) o teor de água nos solventes do eletrólito deve ser <20 ppm; (3) o ácido livre nos peróxidos deve ser <100 ppm para evitar a corrosão dos elétrodos; (4) o tamanho das partículas dos aditivos sólidos deve ter um D50 <1 μm para garantir uma dispersão uniforme. A Do Sender Chem fornece um Certificado de Análise (CoA) completo, com análise de metais por ICP-MS, para cada remessa de produtos de qualidade para baterias.

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