O mito popular de que uma aranha nunca está a mais do que alguns metros de distância é indiscutivelmente mais verdadeiro para baterias de íons de lítio do que para aracnídeos. Alimentando tudo, de smartphones e laptops a cigarros eletrônicos, As baterias de íon-lítio superam as fontes alternativas de energia por causa de sua densidade de energia de alto nível e longo ciclo de vida, o que significa que eles podem ser recarregados repetidamente antes de quebrar. Mesmo assim, com todas essas vantagens, As baterias de íon-lítio apresentam uma grande preocupação:elas podem pegar fogo catastroficamente quando superaquecem.

No Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins, um novo tipo de bateria de íon de lítio que não pode pegar fogo está em desenvolvimento. Uma equipe de pesquisadores liderada por Konstantinos Gerasopoulos, um cientista pesquisador sênior do laboratório, recentemente fizeram avanços em seus esforços de desenvolvimento. A nova bateria é fina e flexível, ao contrário das baterias de íon-lítio de hoje, que devem ser embaladas em caixas cilíndricas ou poligonais rígidas para isolar seu conteúdo volátil. A bateria APL também é resistente, capaz de resistir à submersão na água, corte, e até mesmo impactos balísticos.

"Queríamos criar uma bateria tão fina e poderosa quanto os componentes eletrônicos que ela deve alimentar, "Gerasopoulos diz." E para fazer isso, precisávamos transformar a segurança da bateria. "

Troque por segurança

Em baterias, um eletrólito líquido transporta elétrons entre dois eletrodos, fornecendo uma corrente elétrica que alimenta seu dispositivo. As baterias de íon de lítio padrão contêm um eletrólito com um solvente orgânico que, embora eficiente, acontece de ser inflamável. Gerasopoulos e colegas desenvolveram uma nova classe de eletrólito que usa sais de lítio dissolvidos em água como solvente inflamável. Uma matriz de polímero - basicamente, uma espécie de esponja de plástico - absorve a água, e o resultado final é dobrável, suave, eletrólito semelhante a lentes de contato.

O positivo com o negativo

Usualmente, eletrodos de bateria de íon-lítio são semelhantes a folhas e, quando dobrado demais, pode enrugar e ser danificado. Os eletrodos de bateria da APL são, em vez disso, fabricados com Kapton, um filme flexível freqüentemente usado para isolar uma espaçonave de temperaturas extremas. Como um bônus adicional, Kapton está prontamente disponível, material de prateleira, reduzindo o custo da bateria e a complexidade de fabricação.

Mais potência por mais tempo

A iteração atual do novo eletrólito sustenta 4,1 volts - não tanto quanto as baterias convencionais de íons de lítio, mas está se aproximando. A equipe APL também quer melhorar o ciclo de vida da bateria de cerca de cem para mil, combinando com os desempenhos típicos de bateria de hoje. O ajuste contínuo da química do polímero para melhor estabilidade eletroquímica deve atender a esses dois objetivos.