Ao projetar um eletrólito sólido que é rígido de um lado e macio do outro, pesquisadores fabricaram uma bateria de metal de lítio que suprime completamente a formação de dendritos - um grande risco à segurança que pode causar incêndios e encurtar a vida útil da bateria. Este design também supera uma compensação que normalmente está presente nessas baterias, eliminando simultaneamente o crescimento de dendritos e reduzindo a resistência na interface eletrodo / eletrólito. Os métodos típicos não podem atingir esses dois objetivos ao mesmo tempo.

Os pesquisadores, dos Profs. Grupos de Yu-Guo Guo e Li-Jun Wan da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade da Academia Chinesa de Ciências, publicaram um artigo sobre o novo eletrólito em uma edição recente do Jornal da American Chemical Society .

"Propusemos um eletrólito sólido assimétrico, que pode atender simultaneamente aos requisitos de um ânodo de lítio livre de dendrito e uma baixa resistência de interface em baterias sólidas, "Guo disse Phys.org .

Como explicam os pesquisadores, a compensação em baterias de lítio ocorre porque o ânodo de lítio e o cátodo têm requisitos que são inerentemente contraditórios. Embora o ânodo exija um eletrólito rígido para bloquear o crescimento do dendrito, é difícil para um eletrólito rígido manter contato suficiente com o cátodo sólido, que cria uma interface catodo / eletrólito altamente resistiva.

Para resolver este problema, os pesquisadores projetaram um eletrólito sólido assimétrico, em que cada lado tem um tipo diferente de superfície. O lado voltado para o ânodo é um material cerâmico rígido que pressiona contra o ânodo de lítio para desencorajar o crescimento de dendritos. Por outro lado, o lado voltado para o cátodo é feito de um polímero macio, o que permite uma forte conexão interfacial com o cátodo. Todo o eletrólito também é muito fino, em pouco menos de 36 micrômetros.

Em testes, os pesquisadores compararam as baterias com o novo eletrólito àquelas com um eletrólito convencional. Após 1750 horas de ciclismo, eles descobriram que as baterias com o eletrólito convencional exibiam morfologias ásperas indicativas de formação de dendrito, enquanto aqueles com o novo eletrólito não mostraram alterações morfológicas, mesmo após 3.200 horas de ciclagem, indicando que o crescimento do dendrito foi efetivamente eliminado.

Daqui para frente, os pesquisadores esperam que as baterias de lítio livres de dendrito levem a sistemas de armazenamento de energia que combinam a alta energia e as densidades de potência das baterias de lítio com maior segurança e vida útil mais longa devido à eliminação do crescimento de dendritos.

"Planejamos projetar células de bolsa com este eletrólito sólido assimétrico para atingir uma alta densidade de energia em baterias sólidas, "Guo disse.

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