Testes de penetração de unhas em baterias disponíveis comercialmente (parte superior) e baterias com eletrólitos melhorados (parte inferior)
Professor Yi-Chun Lu, Universidade Chinesa de Hong Kong
A alteração de apenas um dos materiais utilizados nas baterias de iões de lítio poderia evitar incêndios incontroláveis que ocorreriam se fossem perfuradas ou dobradas, potencialmente colocando estas baterias mais seguras em produção em massa nos próximos anos.
As baterias de íons de lítio usadas em smartphones, laptops e carros elétricos contêm eletrodos de grafite, eletrodos de óxido metálico e um eletrólito de sais de lítio dissolvidos em um solvente. O eletrólito líquido permite que os íons fluam em uma direção para carregar a bateria e na outra direção para liberar energia e alimentar o dispositivo.
No entanto, se este projeto for perfurado e ocorrer um curto-circuito, a energia química armazenada no interior pode ser rapidamente liberada, causando potencialmente um incêndio ou explosão.
Para evitar tais incêndios, os pesquisadores desenvolveram designs alternativos de baterias que incluem géis protetores e alternativas sólidas aos eletrólitos líquidos. agora, Yue em breve Pesquisadores da Universidade Chinesa de Hong Kong desenvolveram um projeto seguro que pode ser construído exatamente como as baterias existentes, alterando o material eletrolítico.
Os incêndios ocorrem quando íons carregados negativamente, chamados ânions, quebram a ligação com o lítio da bateria. Quando as ligações se rompem, mais calor é liberado e o ciclo destrutivo continua em um processo denominado fuga térmica.
Para contornar isso, os pesquisadores criaram um segundo solvente chamado bis (fluorossulfonil) imida de lítio, que se liga ao lítio do solvente existente apenas em altas temperaturas, onde começa a fuga térmica. Ao contrário dos solventes normais, as ligações aniónicas não podem existir neste novo material, pelo que não ocorre um ciclo vicioso de libertação de calor. Quando perfurada com um prego, a temperatura no interior da bateria aumentou apenas 3,5°C, enquanto as baterias tradicionais podem gerar mais de 500°C.
“Os bandidos são os ânions. Os ânions têm muita energia de ligação e é a quebra dessas ligações que causa a fuga térmica”, diz ele. gary vazamento Na Universidade de Birmingham, Reino Unido. “Isso nos permite isolar os bandidos do processo. É um enorme avanço em termos de segurança da bateria.”
Nos testes, as baterias que utilizam o novo solvente retiveram 82% da sua capacidade após 4.100 horas de uso. Isso significa que pode competir com a tecnologia atual.
Leeke disse que os resultados desta pesquisa poderiam ser incorporados em baterias de próxima geração que poderiam ser produzidas em massa dentro de três a cinco anos.
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