p O eletrólito líquido iônico ILE (à direita) evita amplamente modificações estruturais no cátodo NCM88 rico em níquel. Após 1000 ciclos, a capacidade da bateria ainda chega a 88 por cento. Crédito:Fanglin Wu e Dr. Matthias Künzel, KIT / HIU
p Atualmente, As baterias de íon-lítio são a solução mais comum para o fornecimento de energia móvel. Em alguns aplicativos, Contudo, atinge seus limites. Isso é especialmente válido para a mobilidade elétrica, onde veículos leves e compactos com grandes alcances são desejados. Baterias de metal de lítio podem ser uma alternativa. Eles são caracterizados por uma alta densidade de energia, o que significa que eles armazenam muita energia por massa ou volume. Ainda, estabilidade é um problema, porque os materiais do eletrodo reagem com os sistemas eletrolíticos convencionais. p Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e do Helmholtz Institute Ulm para armazenamento de energia eletroquímica (HIU) encontraram agora uma solução. Conforme relatado em
Joule , eles usaram uma nova combinação de materiais promissora. Um pobre em cobalto, O cátodo em camadas rico em níquel (NCM88) atinge uma alta densidade de energia. Com o normalmente aplicado, eletrólito orgânico disponível comercialmente (LP30), Contudo, a estabilidade deixa muito a desejar. A capacidade de armazenamento diminui com um número crescente de ciclos. Professor Stefano Passerini, Diretor da HIU e chefe do Grupo de Eletroquímica para Baterias, explica o motivo:"No eletrólito LP30, partículas racham no cátodo. Dentro dessas rachaduras, o eletrólito reage e danifica a estrutura. Além disso, uma espessa camada de musgo contendo lítio se forma no ânodo. "Por esta razão, os cientistas usaram um não volátil, pouco inflamável, em vez disso, eletrólito líquido iônico de ânion duplo (ILE). "Com a ajuda do ILE, modificações estruturais no cátodo rico em níquel podem ser reduzidas significativamente, "diz o Dr. Guk-Tae Kim, do Grupo de Eletroquímica para Baterias da HIU.
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Capacidade 88 por cento após 1000 ciclos
p Os resultados:a bateria de metal de lítio com o cátodo NCM88 e o eletrólito ILE atinge uma densidade de energia de 560 watts-hora por quilograma (Wh / kg) - com base no peso total dos materiais ativos. Sua capacidade inicial de armazenamento é de 214 miliamperes horas por grama (mAh g
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) do material catódico. Após 1000 ciclos, 88 por cento da capacidade são retidos. A eficiência média de Coulombic, ou seja, a relação entre a descarga e a capacidade de carga, é 99,94 por cento. Como a bateria é caracterizada por uma alta segurança, os pesquisadores deram um passo importante em direção à mobilidade neutra em carbono.