p Os pesquisadores desenvolveram uma nova maneira de melhorar a eficiência da bateria de íon de lítio. Através do crescimento de uma camada de cristal cúbico, os cientistas criaram um fino, camada densa de conexão entre os eletrodos da bateria. O professor Nobuyuki Zettsu e o professor Katsuya Teshima lideraram a pesquisa. Os autores publicaram seus resultados em Relatórios Científicos . p "Devido a algumas características intrínsecas dos eletrólitos líquidos, como baixo número de transporte de lítio, reação complexa na interface sólido / líquido, e instabilidade térmica, não foi possível atingir simultaneamente alta energia e potência em qualquer um dos dispositivos eletroquímicos atuais, "disse Nobuyuki Zettsu, como primeiro autor no artigo.

p As baterias de íon de lítio são recarregáveis ​​e alimentam dispositivos como telefones celulares, laptops, ferramentas elétricas, e até mesmo armazenar energia para a rede elétrica. Eles são particularmente sensíveis aos fluxos de temperatura, e são conhecidos por causar incêndios ou mesmo explosões. Em resposta aos problemas com eletrólitos líquidos, os cientistas estão trabalhando para desenvolver uma bateria melhor totalmente em estado sólido sem líquido.

p "Apesar das vantagens esperadas das baterias de estado sólido, suas características de potência e densidades de energia devem ser melhoradas para permitir sua aplicação em tecnologias como veículos elétricos de longo alcance, "Zettsu disse." As capacidades de baixa taxa e baixas densidades de energia das baterias totalmente de estado sólido são parcialmente devido à falta de tecnologias de formação de interface sólido-sólido heterogênea adequadas que exibem alta condutividade icônica comparável aos sistemas de eletrólitos líquidos. "

p Zettsu e sua equipe cultivaram cristais de eletrólito sólido de óxido do tipo granada em LiOH fundido usado como solvente (fluxo) em um substrato que ligou o eletrodo a um estado sólido à medida que crescia. Um composto de cristal específico conhecido por crescer cubicamente permitiu aos pesquisadores controlar a espessura e a área de conexão dentro da camada, que atua como um separador de cerâmica.

p "Observações de microscopia eletrônica revelaram que a superfície é densamente coberta por cristais poliédricos bem definidos. Cada cristal está conectado aos vizinhos, "escreveu Zettsu.

p Zettsu também disse que a camada de cristal recém-crescida pode ser o separador de cerâmica ideal ao empilhar a camada de eletrólito na camada de eletrodo.

p "Acreditamos que nossa abordagem com robustez contra reações colaterais na interface pode levar à produção de separadores de cerâmica ideais com uma interface fina e densa, "escreveu Zettsu, observando que as cerâmicas usadas neste experimento em particular eram muito grossas para serem usadas em baterias sólidas. "Contudo, contanto que a camada de eletrodo possa ser feita tão fina quanto 100 mícrons, a camada de empilhamento funcionará como uma bateria sólida. "

p Cem microns é mais ou menos a largura de um cabelo humano, e um pouco menos de duas vezes a espessura de uma camada de eletrodo padrão em baterias de íon de lítio contemporâneas. "Baterias totalmente sólidas são candidatas promissoras para dispositivos de armazenamento de energia, "Zettsu disse, observando que várias colaborações entre pesquisadores e empresas privadas já estão em andamento com o objetivo final de exibir amostras de baterias de estado sólido nos Jogos Olímpicos de 2020 em Tóquio.

p Zettsu e outros pesquisadores planejam fabricar células-protótipo para uso em veículos elétricos e dispositivos vestíveis até 2022.