Um grupo de cientistas de São Petersburgo propôs um novo método de fabricação de eletrodos para baterias de íon-lítio que alimentam laptops, smartphones e tablets. Os pesquisadores mostraram que esses elementos podem ser impressos com uma impressora jato de tinta, o que reduzirá a espessura do eletrodo em 10 a 20 vezes e abrirá novas possibilidades para os fabricantes de eletrônicos compactos. Seu artigo foi publicado na revista Tecnologia Energética .

Os pesquisadores estão buscando capacidades maiores para baterias de íon de lítio, tornando-as mais leves e compactas. O tamanho e a capacidade da bateria determinam o peso de um laptop, quanto tempo um smartphone pode funcionar entre os ciclos de recarga, e a distância que um carro elétrico pode percorrer. Os métodos de fabricação padrão para baterias de íon-lítio não permitem um aumento significativo em seu peso ou tamanho sem uma perda correspondente na capacidade da bateria. Assim, uma mudança na produção dos componentes da bateria é necessária.

Os cientistas da ITMO University, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University e o Ioffe Institute propuseram uma tecnologia pela qual a espessura do nível de material catódico poderia ser reduzida em 10 ou até 20 vezes. Isso proporcionará uma oportunidade de reduzir o tamanho e o peso de toda a bateria, como um tablet padrão ou bateria de laptop pode ter centenas dessas camadas.

"Nós desenvolvemos a tinta para impressão a jato de tinta do material catódico, "diz Denis Kolchanov, um Ph.D. estudante do Laboratório SCAMT da ITMO, quem é o co-autor do artigo. "Conseguimos aplicar uma camada de cerca de 5 micrômetros de espessura no coletor atual. As amostras industriais existentes usam materiais catódicos com uma espessura de 100 micrômetros. As amostras de laboratório criadas com base em outras tecnologias fornecem uma espessura de 50 micrômetros. Portanto , conseguimos reduzir a espessura de 10 a 20 vezes. Não é possível fazer uma camada menor com esta tecnologia, porque ocorrerá um curto-circuito. "

Os pesquisadores confirmaram recentemente a operabilidade do material catódico impresso para provar que a tecnologia pode ser usada para criar uma bateria de trabalho menor com propriedades semelhantes.

Em teoria, este desenvolvimento pode ter outro efeito útil. A impressão de coletores de corrente ultrafinos com um material catódico permitiria aos cientistas criar uma bateria flexível que não se deforma quando dobrada. Isso é importante, porque hoje, empresas de alta tecnologia enfrentam um desafio difícil:por um lado, os usuários desejam que seus gadgets sejam leves e compactos; no outro, as pessoas gostam de assistir a fotos e vídeos em uma tela tão grande quanto possível. Além disso, há uma demanda crescente por dispositivos transformadores que podem ser usados ​​como tablets e laptops. Dispositivos dobráveis ​​e extensíveis são projetados para resolver esses problemas. Esses dispositivos foram apresentados na exposição CES 2020 que aconteceu no início de 2020.

Para desenvolver tal dispositivo, os engenheiros precisam pensar não apenas na tela e na caixa, mas também a colocação de uma bateria de íon de lítio padrão. Idealmente, a bateria do transformador do tablet deve dobrar junto com o case.

"Em teoria, nosso desenvolvimento pode ser usado para criar tais dispositivos, "explica Denis Kolchanov." Há uma grande possibilidade de que os eletrodos finos sejam mais flexíveis, uma vez que não se deformam quando dobrados. Isso nos permitirá usá-los em dispositivos de transformador. "