Bateria totalmente elstica para eletrnicos flexveis

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 29/07/2024

Bateria que estica

Dispositivos eletrnicos flexveis esto ganhando fora, sobretudo como monitores de sade vestveis. O problema tem sido cas-los com as baterias, que so tipicamente rgidas e pesadas.

De olho nessa oportunidade, Shi Wang e colegas da Universidade de Correios e Telecomunicaes de Nanjing, na China, criaram uma bateria de ons de ltio usando apenas componentes totalmente extensveis, incluindo uma camada de eletrlito que pode se expandir em 5.000%.

Vrios pesquisadores j tentaram construir essas baterias, o que gerou prottipos feitos com tecido condutor ou componentes rgidos dobrados em formas expansveis, semelhantes ao origami. Mas, para uma bateria verdadeiramente malevel, todas as partes – os eletrodos que coletam a carga e a camada intermediria de eletrlito – devem ser elsticas. Por outro lado, prottipos de baterias verdadeiramente elsticas contam com uma elasticidade apenas moderada, alm de processos de montagem complexos e capacidade limitada de armazenamento de energia.

O maior problema tem sido manter o funcionamento da bateria ao longo do tempo, com cargas e descargas repetidas, porque a conexo entre a camada eletroltica e os eletrodos fica fraca, alm do que o eletrlito fluido produz instabilidade.

Ento, em vez de usar um lquido, Wang e seus colegas incorporaram o eletrlito em uma camada de polmero fundida entre dois filmes de eletrodo flexveis, para criar uma bateria completamente elstica, mas tambm completamente slida.

Etapas de fabricao da bateria esticvel.
[Imagem: Shi Wang et al. – 10.1021/acsenergylett.4c01254]

E estica muito

Para fazer os eletrodos elsticos, a equipe criou uma fina pelcula de pasta condutora contendo nanofios de prata, negro de fumo e materiais de ctodo ou nodo base de ltio. Uma camada de polidimetilsiloxano, um material flexvel comumente usado em lentes de contato, foi ento aplicada por cima dessa pelcula. Diretamente sobre esse filme, foi adicionado um sal de ltio, um lquido altamente condutor e os ingredientes para fazer um polmero elstico.

Quando ativados pela luz, esses componentes se combinam para formar uma camada slida, mas com a textura de uma borracha, capaz de se esticar at 5.000% do seu comprimento original e, mais importante, de manter a capacidade de transporte dos ons de ltio mesmo esticada.

O prottipo manteve sua capacidade de armazenamento de carga aps 70 ciclos de carga/descarga, o que muito bom para uma primeira verso vivel de uma bateria de ons de ltio esticvel. Alm disso, a capacidade mdia de carga foi cerca de seis vezes maior em uma taxa de carregamento rpido, em comparao com projetos semelhantes usando eletrlitos lquidos.

Outras notcias sobre: