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Pesquisadores desenvolvem uma membrana que estabiliza baterias de lítio

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Para muitas pessoas, dispositivos eletrônicos movidos a bateria, como telefones celulares, laptops e até veículos elétricos, agora são uma necessidade. No entanto, esses dispositivos geralmente requerem carregamento pelo menos uma vez por dia. Aumentar o tempo entre as cargas requer o desenvolvimento de baterias que possam armazenar mais energia. Embora os eletrodos de metal de lítio prometam melhorar significativamente a densidade de energia, sua falta de estabilidade significa que as baterias têm uma vida útil curta e estão associadas a sérios riscos de segurança.

In a study published in the KeAi journal Green Energy & Environment, a group of researchers from Nankai University in China and the UK’s University of Cambridge, demonstrate a new method they have developed to stabilize lithium electrodes. It draws on an inverse-opal structured electrode interface protective film, that effectively controls the ion electrodeposition process on the electrode surface.

Researchers Develop a Membrane That Stabilizes Lithium Batteries

"O lítio é como uma criança rebelde", explica um dos autores do estudo, Guoran Li, professor de Química de Materiais na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Nankai. "Seu comportamento caprichoso no processo de reação do eletrodo leva a uma superfície de eletrodo irregular e dendritos afiados que podem perfurar o separador e causar um incêndio. Isso torna a bateria instável e insegura.”

Para controlar essa indisciplina, Li e seus colegas pesquisadores decidiram se afastar do método tradicional usado para proteger as superfícies dos eletrodos da corrosão e desenvolver uma membrana com estrutura regular e componentes ativos para gerenciar o comportamento do lítio.

Ele diz: “Os canais altamente ordenados na estrutura de opala inversa equilibram a distribuição de íons de lítio e regulam efetivamente todas as etapas do processo de eletrodeposição para atingir o objetivo final, ou seja, fazer o eletrodo de metal de lítio funcionar de forma estável para as baterias. ”

De acordo com Wu Xuewen, o aluno de doutorado que liderou a investigação e a curadoria de dados, este é um resultado valioso de pesquisa no campo de eletrodos de metal de lítio. “Nossa pesquisa mostra que a estrutura regular e os componentes ativos da membrana protetora podem efetivamente regular o processo de reação do eletrodo para melhorar o desempenho eletroquímico final”. Ele acrescenta: “Esperamos que nosso estudo possa fornecer uma nova perspectiva para a exploração detalhada do processo de reação de eletrodos de metal de lítio e promover a aplicação prática de baterias de metal de lítio de alto desempenho”.

- Este comunicado de imprensa foi fornecido pela KeAi Communications Co.