Un nou tip de baterie litiu-ion ar putea revoluționa smartphone-urile, laptopurile sau mașinile electrice

Acest tip de baterie ar trebui să fie mult mai eficient față de bateriile din prezent.

O echipă de cercetători a făcut un pas important către un nou tip de baterie litiu-ion, folosite pentru smartphone-uri, laptopuri sau mașini electrice. Pentru prima dată, au reușit să producă un electrolit care să se potrivească bine cu un anod din litiu metalic. În teorie, cu acest material se poate obține o densitate de energie de două până la trei ori mai mare în comparație cu bateriile actuale, notează Tech Xplore.

Bateriile Li-ion sunt formate din trei componente: doi electrozi: anodul și catodul, dar și un electrolit. Aceasta este o substanță chimică în care ionii de litiu trec dintr-o parte în alta. O problemă clasică este că atunci când bateriile Li-ion sunt încărcate și descărcate, electrolitul se uzează. În timpul acestui proces, produsele reziduale se acumulează la interfața dintre electrolit și electrozi, ceea ce duce în timp la necesitatea de a vă încărca telefonul mobil de mai multe ori pe zi, de exemplu.

O nouă generație de baterii

În prezent, bateriile comerciale utilizează în principal carbonați ca electrolit. Aceștia sunt compuși chimici care au la bază atomi de carbon și oxigen. Pentru bateriile Li-ion actuale, acestea funcționează optim, ceea ce face ca electrolitul să se descompună foarte încet, făcând bateriile să reziste ani de zile.

„Dar dacă dorim să creșteți densitatea energetică a bateriilor, trebuie să utilizăm materiale complet diferite”, explică cercetătorul-șef Marnix Wagemaker.

Pentru producerea unui anod eficient, litiul metalic este extrem de important. Acest lucru se datorează faptului că poate stoca mult mai mulți ioni de litiu decât un anod obișnuit, realizat din grafit. Mai mulți ioni de litiu sunt egali cu o densitate de energie mai mare și, prin urmare, o baterie care durează mai mult înainte de a fi descărcată.

În teorie, o baterie cu un anod litiu metalic are o capacitate de stocare care este de până la zece ori mai mare decât cea a bateriilor noastre actuale. Problema este că nu există un electrolit destul bun pentru bateriile cu anod litiu-metalic. Electroliții care sunt folosiți pe scară largă în acest moment se descompun mult prea repede în combinație cu un anod litiu metalic.

Cercetătorii Universității Tehnologice Delft, Olanda, au dezvoltat acum un electrolit bazat pe un alt tip de compuși numiți amide. Acest electrolit funcționează bine cu anozii de litiu și, prin urmare, este un pas important către o nouă generație de baterii litiu-ion.

„Diferența este că această descompunere are un efect pozitiv asupra electrolitului nostru. Deșeurile care se formează între electrozi și noul electrolit au de fapt un efect protector. Se creează un strat care oprește reacțiile dăunătoare. În plus, stratul permite ionilor să treacă cu ușurință, asigurându-se că bateria continuă să funcționeze corect pentru o perioadă foarte lungă de timp. Este încă într-un proces de descompunere, dar într-un mod foarte controlat”, explică dr. Wagemaker.

Studiul a fost publicat în Nature Communications.

Citește și:

Un start-up lucrează la baterii care folosesc deșeurile nucleare

Oamenii de știință arată cum ai putea să-ți încarci bateriile cu umiditatea din aer

Descoperirea care poate duce la o nouă generaţie de baterii. La cele cu litiu-ion s-a găsit o proprietate ascunsă care provoacă defecţiuni

O alternativă mult mai ieftină ar putea duce la o nouă generaţie de baterii