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  • Bateria extensível de íons de lítio baseada na nova estrutura de micro-favo de mel
    p Diagrama esquemático do processo de fabricação de bateria extensível Crédito:Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST)

    p Uma equipe de pesquisa coreana desenvolveu uma bateria de íon de lítio que é flexível o suficiente para ser esticada. A equipe de pesquisa do Dr. Jeong Gon Son no Centro de Pesquisa de Híbridos Foto-Eletrônicos do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) anunciou que havia construído um equipamento de alta capacidade, bateria de íon de lítio extensível. A bateria foi desenvolvida com a fabricação de um eletrodo estruturalmente elástico consistindo apenas em materiais de eletrodo e, em seguida, montado com um eletrólito de gel elástico e embalagem elástica. p Os rápidos avanços tecnológicos na indústria de eletrônicos levaram a um mercado de rápido crescimento para dispositivos vestíveis de alto desempenho, como bandas inteligentes e dispositivos eletrônicos implantáveis ​​no corpo, como marcapassos. Esses avanços aumentaram consideravelmente a necessidade de dispositivos de armazenamento de energia projetados em formas flexíveis e extensíveis que imitam a pele e os órgãos humanos.

    p Contudo, é muito difícil transmitir elasticidade à bateria porque o material do eletrodo inorgânico sólido ocupa a maior parte do volume, e outros componentes, como coletores e separadores de corrente, também devem ser extensíveis. Além disso, o problema de vazamento de eletrólito líquido sob deformação também deve ser resolvido, bem como o problema de vazamento de eletrólito líquido.

    p (A) Diagrama esquemático de uma célula montada da bateria extensível. (B) A capacidade de armazenamento de energia da bateria extensível:(a) um ambiente no qual variações são aplicadas de 0% a 50%, (b) um ambiente que não muda muito sob longos experimentos de carga ou descarga. (C) Uma mudança na capacidade de armazenamento medida quando 0% e 50% de variantes são realizadas repetidamente 500 vezes. (D) Uma fotografia de uma lâmpada LED operada em um estado de alongamento e expansão (50% de tensão) por uma bateria extensível. Crédito:Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST)

    p Para resolver esses problemas, A equipe de pesquisa do Dr. Jeong Gon Son no KIST se concentrou na criação de uma microestrutura semelhante a um acordeão, que dá elasticidade estrutural a materiais não extensíveis, e, assim, construída uma estrutura de eletrodo micro-curvada para dentro em forma de favo de mel. A estrutura de favo de mel projetada para dentro consistia em grafeno com a espessura de um átomo, que serve de cortina, e nanotubos de carbono, que formou uma corda de tamanho nano. A estrutura composta em forma de favo de mel, feito de materiais ativos, grafeno, e nanotubos de carbono, foi projetada para dentro como um acordeão usando um processo de compressão radial, semelhante ao enrolamento de rolos de arroz coreano (gimbap), que resultou na criação de propriedades extensíveis.

    p Os eletrodos desenvolvidos pela equipe de pesquisa não contêm nenhum material normalmente usado para alongamento - como borracha - que não facilita o armazenamento de energia. Todos os materiais usados ​​pela equipe de pesquisa em sua bateria recém-desenvolvida são totalmente utilizados no armazenamento de energia e transporte de carga. Na verdade, a bateria extensível criada pela equipe mostrou uma capacidade de armazenamento de energia (5,05 mAh / cm 2 ) que é tão alto quanto as baterias não extensíveis existentes.

    p Os eletrólitos de gel elástico recém-introduzidos e os materiais de embalagem elásticos que bloqueiam o ar e a umidade e evitam que os eletrólitos vazem. A bateria extensível resultante mostrou uma alta capacidade de área de 5,05 mAh / cm 2 , desempenho eletroquímico superior de até 50% de deformação sob repetidos (até 500) ciclos de liberação de estiramento e estabilidade de longo prazo de 95,7% após 100 ciclos em condições de ar.

    p Dr. Jeong Gon Son, da KIST, disse:"Espera-se que a bateria de íon-lítio extensível desenvolvida através desta pesquisa apresente um novo paradigma em termos de sistemas de armazenamento de energia extensíveis para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos vestíveis e implantáveis ​​no corpo."


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