Cientistas projetam 'jogo

Jul 03, 2023

Crédito da imagem: Laboratório de armazenamento e conversão de energia da UC San Diego / Diyi Cheng

Pela equipe editorial da E&T

Publicado sexta-feira, 4 de agosto de 2023

Uma equipe da Universidade da Califórnia em San Diego e da Universidade de Chicago projetou um novo material que poderia ser usado para criar baterias de lítio que funcionam com pressão externa zero.

A equipe conseguiu criar uma versão autônoma em película fina de oxinitreto de fósforo e lítio (LiPON), um eletrólito de estado sólido.

As versões independentes do filme LiPON (FS-LiPON) passaram por vários testes funcionais de bateria que mostraram que ele era capaz de promover uma deposição eletroquímica de metal de lítio uniformemente densa sob pressão externa zero.

As baterias de metal de lítio têm sido um tema de interesse há muitos anos devido à sua alta densidade de energia. No entanto, sua aplicação prática tem sido limitada devido a questões de segurança e à tendência do lítio de formar dendritos, o que pode causar curtos-circuitos e reduzir a vida útil da bateria.

O LiPON foi descrito como “potencialmente revolucionário”, pois poderia permitir o desenvolvimento de um novo tipo de bateria de metal de lítio que funciona com pressão externa mínima, reduzindo o risco de formação de dendritos e melhorando o desempenho.

O LiPON foi originalmente desenvolvido por um grupo de cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge em 1992. Até agora, tinha sido muito difícil de produzir e pesquisar, por isso não foi amplamente testado para fins de produção de baterias.

No entanto, os pesquisadores conseguiram desenvolver uma nova abordagem para o eletrólito usando uma membrana fina e flexível feita de um polímero chamado óxido de polietileno (PEO).

A membrana PEO permite a passagem de íons de lítio enquanto bloqueia a formação de dendritos. Também pode suportar altas temperaturas, tornando-o adequado para uso em baterias de alto desempenho. Isto é importante porque as baterias de metal de lítio têm potencial para armazenar mais energia do que as atuais baterias de íons de lítio, mas exigem temperaturas operacionais mais altas.

As baterias de película fina baseadas em LiPON têm muitas aplicações em vários campos, como wearables e outros dispositivos eletrônicos compactos.

“No geral, esta pesquisa é um avanço significativo no desenvolvimento de baterias de lítio metálico”, disseram os pesquisadores. “Com mais melhorias, estas baterias poderão revolucionar a indústria de armazenamento de energia e permitir a adoção generalizada de fontes de energia renováveis.”

As descobertas dos pesquisadores foram publicadas em um artigo na revista Nature Nanotechnology.

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