Os cientistas muitas vezes devem se perguntar, em comparação com o quê? Como os resultados que geramos no laboratório se comparam aos obtidos por outros? Como nossos cálculos teóricos se comparam aos dados experimentais?

Responder a essas perguntas é especialmente crucial para pesquisadores e desenvolvedores de baterias de íon-lítio. Inventado há quatro décadas, As baterias de íon de lítio agora fornecem energia à maioria dos eletrônicos portáteis, como laptops e ferramentas elétricas. Eles também estão sendo desenvolvidos para atender às altas demandas de armazenamento de energia para alimentar veículos elétricos e redes elétricas. Novos designs com diferentes composições de eletrodo e eletrólito - os dois componentes principais da bateria - estão constantemente online.

Avaliar se uma inovação no material do eletrodo ou eletrólito é realmente uma melhoria requer compará-lo com outros resultados de teste. Contudo, não existe um padrão "tamanho único" para o teste de bateria. Os métodos de teste de baterias podem variar amplamente.

O pesquisador da bateria Argonne, Ira Bloom, observa:"Engenheiros industriais e pesquisadores de laboratórios governamentais e acadêmicos muitas vezes desenvolvem seus próprios procedimentos para caracterizar baterias de íon-lítio com base na aplicação pretendida da tecnologia de bateria. Isso torna a comparação de quaisquer inovações tecnológicas extremamente complicada."

Uma equipe do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE), University of Warwick, OVO Energy, Instituto Nacional de Energia do Havaí, e a Jaguar Land Rover revisou a literatura sobre os vários métodos usados ​​em todo o mundo para caracterizar o desempenho das baterias de íon-lítio, a fim de fornecer informações sobre as melhores práticas.

Tipicamente, os pesquisadores da bateria usam três parâmetros para definir o desempenho eletroquímico:capacidade, Voltagem de circuito aberto, e resistência. A capacidade é uma medida da carga total armazenada em uma bateria. A tensão de circuito aberto é a tensão disponível em uma bateria sem fluxo de corrente. Representa a tensão máxima da bateria. A resistência é o grau em que os materiais componentes impedem o fluxo de corrente elétrica, resultando em uma queda de tensão.

O problema é que, dependendo da aplicação da bateria, os pesquisadores podem medir esses parâmetros em diferentes condições de teste (temperatura, taxa de descarga, estado de carga, etc.), e assim obter uma vida operacional de bateria diferente. Resistência da bateria, por exemplo, pode ser medido com corrente contínua ou corrente alternada.

"É complicado, "observa Anup Barai, pesquisador principal e pesquisador sênior da Universidade de Warwick. “A adequação de um teste depende do que o investigador está estudando. Nossa revisão fornece orientação sobre o método de teste mais apropriado para uma determinada situação”. Para esse fim, a equipe produziu uma tabela fácil de usar comparando oito métodos de teste, incluindo o equipamento principal necessário, a informação gerada, e as vantagens e desvantagens de cada um.

"Nossa esperança, "Bloom acrescenta, "é que nossos resultados podem um dia levar a métodos comparáveis ​​mais confiáveis ​​para testar baterias de íon-lítio sob medida para diferentes aplicações."

O estudo, intitulada "Uma comparação de metodologias para a caracterização não invasiva de células comerciais de íons de lítio, "apareceu recentemente na versão online do jornal Progresso na Ciência da Energia e Combustão .