Os pesquisadores desenvolveram uma maneira nova de melhorar a eficiência de bateria do íon de lítio

Os pesquisadores desenvolveram uma maneira nova de melhorar a eficiência de bateria do íon de lítio. Com o crescimento de uma camada de cristal cúbica, os cientistas criaram uma camada de conexão fina e densa entre os elétrodos da bateria.

O professor Nobuyuki Zettsu do centro para a energia e a ciência ambiental no departamento da química dos materiais da universidade de Shinshu em Japão e no diretor do centro, professor Katsuya Teshima, conduziu a pesquisa.

Os autores publicaram seus resultados em linha em janeiro este ano em relatórios científicos.

“Devido a algumas características intrínsecas de eletrólitos líquidos, tais como o baixo número de transporte do lítio, reação complexa relação contínua/líquida, e instabilidade térmica, não foi possível conseguir simultaneamente o de alta energia e poder em alguns dos dispositivos eletroquímicos atuais,” disse Nobuyuki Zettsu, como são o autor primeiramente no papel.

As baterias de íon de lítio são recarregáveis e põem dispositivos como telefones celulares, portáteis, ferramentas elétricas, e mesmo poder da loja para a grade elétrica. São particularmente sensíveis aos fluxos da temperatura, e foram sabidos para causar fogos ou mesmo explosões. Em resposta aos problemas com eletrólitos líquidos, os cientistas estão trabalhando para desenvolver uma bateria melhor do todo-contínuo-estado sem líquido.

“Apesar das vantagens previstas de baterias do todo-contínuo-estado, de sua característica do poder e de densidades de energia deve ser melhorado para permitir sua aplicação em tecnologias como veículos elétricos de longo alcance,” Zettsu disse. “As capacidades desprezadas e as densidades de baixa energia das baterias do todo-contínuo-estado são em parte devido a uma falta das tecnologias heterogêneas contínuo-contínuas apropriadas da formação da relação que exibem a condutibilidade icónica alta comparável aos sistemas líquidos do eletrólito.”

Zettsu e sua equipe cresceram o grandada-tipo cristais contínuos do eletrólito do óxido em LiOH derretido usado como um solvente (fluxo) em uma carcaça que ligasse o elétrodo em um por mais de circuito integrado que crescessem. Um composto de cristal específico conhecido para crescer cùbica permitiu que os pesquisadores controlassem a área da espessura e da conexão dentro da camada, que atua como um separador cerâmico.

De “as observações da microscopia elétron revelaram que a superfície está coberta densamente com os cristais poliédricos bem definidos. Cada cristal é conectado aos vizinhos,” escreveu Zettsu.

Zettsu igualmente disse que a camada de cristal recentemente crescida poderia ser o separador cerâmico ideal ao empilhar a camada do eletrólito na camada do elétrodo.

“Nós acreditamos que nossa aproximação que tem o vigor contra reações laterais na relação poderia possivelmente conduzir à produção de separadores cerâmicos ideais com uma relação fina e densa,” escrevemos Zettsu, notando que a cerâmica usada nesta experiência particular era demasiado grossa ser usada em baterias contínuas. “Contudo, contanto que a camada do elétrodo puder ser feita tão fina quanto 100 mícrons, a camada de empilhamento operar-se-á como uma bateria contínua.”

Cem mícrons são sobre a largura de um cabelo humano, e levemente menos de duas vezes a espessura de uma camada padrão do elétrodo em baterias contemporâneas do lítio-íon.

do “as baterias Todo-contínuo-estado são candidatos prometedores para dispositivos de armazenamento da energia,” Zettsu disse, notando que diversas colaborações entre pesquisadores e empresas privadas são já correntes com o objetivo último de indicar amostras da bateria do todo-contínuo-estado nos 2020 Jogos Olímpicos no Tóquio.

Zettsu e outros pesquisadores planeiam fabricar pilhas do protótipo para o uso do veículo elétrico e para dispositivos wearable em 2022.

Outros colaboradores neste projeto incluem pesquisadores do instituto para Materials Research na universidade de Tohoku, no instituto de pesquisa da fronteira para a ciência de materiais no Instituto de Tecnologia de Nagoya, e no instituto nacional para a ciência de materiais

Fonte: Science Daily