Quando as baterias são carregadas e usadas, uma camada SEI (interfase de eletrólito sólido) complexa é formada. Sua estrutura se assemelha a um mosaico constituído por partes orgânicas e inorgânicas montadas a partir de vários blocos.

Os pesquisadores notaram que se uma camada artificial for aplicada à superfície do eletrodo de uma bateria, as baterias podem ser recarregadas e usadas por mais tempo. O material real do eletrodo é salvo quando a camada adicionada separadamente reage e forma uma camada SEI protetora. A superfície de um SEI produzido artificialmente também é mais uniforme e de qualidade superior do que a de uma camada desenvolvida naturalmente.

Materiais inorgânicos, ou seja, materiais que não contêm carbono, têm sido usados ​​na deposição da camada atômica. Agora, Os pesquisadores da Universidade Aalto foram os primeiros no mundo a produzir um revestimento usando dióxido de carbono na deposição da camada molecular.

"Faremos um revestimento que imita uma camada SEI completamente natural e que esperamos que proteja o material real do eletrodo, "diz o doutorando Juho Heiska.

Além de aumentar a durabilidade da bateria, o SEI artificial também pode permitir o uso de novos, materiais de eletrodo mais eficientes. A bateria é sempre composta por dois eletrodos, cada um com suas próprias características que afetam o desempenho da bateria.

"Seria um jackpot, se as baterias podem usar lítio metálico. Se o metal de lítio limpo puder ser usado com segurança, aumentaria significativamente a capacidade das baterias. Com a ajuda de um SEI artificial, isso pode ser possível, "diz Juho Heiska. O lítio metálico pode inflamar a bateria se entrar em contato com a água ou o ar. Portanto, desafiador usá-lo em baterias.

O uso de baterias está aumentando rapidamente na sociedade, Como, por exemplo, veículos elétricos se tornam mais comuns. Portanto, melhorar a sustentabilidade e a eficiência são importantes para o meio ambiente.

“A extração de metal é muito barata no momento, É por isso que as empresas não têm incentivo para produzir produtos com maior longevidade. E os consumidores não estão interessados ​​em pagar mais por baterias, "diz Juho Heiska.

O estudo conseguiu construir uma parte orgânica do SEI. Próximo, os pesquisadores vão testar como o revestimento artificial agora desenvolvido protege a bateria.

O artigo foi publicado em Avanços em nanoescala em maio de 2020.