Stanford: Reduzimos o peso dos coletores de corrente nas células de íons de lítio em 80%. A densidade de energia aumenta de 16 a 26 por cento.

Cientistas da Stanford University e do Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) decidiram encolher as células de íons de lítio para reduzir seu peso e, assim, aumentar a densidade de energia armazenada. Para fazer isso, eles retrabalharam as camadas de suporte de carga para fora: em vez de folhas largas de cobre ou alumínio, eles usaram tiras estreitas de metal, complementadas com uma camada de polímero.

Maior densidade de energia em íons de lítio sem altos custos de investimento

Cada célula de íons de lítio é um rolo que consiste em uma camada de carga-descarga/descarga, um eletrodo, um eletrólito, um eletrodo e um coletor de corrente nessa ordem. As partes externas são folhas de metal feitas de cobre ou alumínio. Eles permitem que os elétrons saiam da célula e retornem a ela.

Cientistas de Stanford e SLAC decidiram se concentrar nos coletores, porque seu peso costuma ser várias dezenas de por cento do peso de todo o link. Em vez de folhas de cobre, eles usaram filmes de polímero com tiras estreitas de cobre. Descobriu-se que era possível reduzir o peso dos coletores em até 80 por cento:

A clássica célula cilíndrica de íons de lítio é um rolo longo que consiste em várias camadas. Cientistas de Stanford e SLAC reduziram as camadas que coletam cargas e as conduzem - coletores de corrente. Em vez de folhas de cobre, eles usaram folhas de cobre-polímero enriquecidas com produtos químicos não inflamáveis (c) Yusheng Ye / Stanford University

Isso não é tudo: compostos químicos podem ser adicionados ao polímero que evitam a ignição, e então a menor inflamabilidade dos elementos é acompanhada por um peso menor:

Stanford: Reduzimos o peso dos pantógrafos de íon de lítio em 80 por cento. A densidade de energia aumenta em 16-26 por cento.

Inflamabilidade da folha de cobre usada em uma célula clássica de íon-lítio e um coletor desenvolvido por pesquisadores americanos (c) Yusheng E / Universidade de Stanford

Os pesquisadores dizem que os coletores reciclados podem aumentar a densidade de energia gravimétrica das células em 16-26 por cento (= 16-26 por cento a mais de energia para a mesma unidade de massa). Significa que uma bateria do mesmo tamanho e densidade de energia pode ser 20 por cento mais leve que a atual.

No passado, foram feitas tentativas para otimizar o reservatório, mas alterá-las levou a efeitos colaterais inesperados. As células tornaram-se instáveis ou foi necessário um eletrólito mais caro. A variante desenvolvida por cientistas de Stanford não parece apresentar tais problemas.

Essas melhorias estão nas primeiras pesquisas, então não espere que cheguem ao mercado antes de 2023. No entanto, eles parecem promissores.

Deve-se acrescentar que Tesla também tem uma ideia interessante para coletar a carga de camadas de metal. Em vez de usar tiras finas de cobre ao longo de todo o comprimento do rolo e trazê-las para fora em apenas um lugar (no meio), ele as traz imediatamente usando a borda cortada sobreposta. Isso faz com que as cargas se movam para uma distância muito menor (resistência!), E o cobre fornece transferência de calor adicional para o exterior:

Stanford: Reduzimos o peso dos pantógrafos de íon de lítio em 80 por cento. A densidade de energia aumenta em 16-26 por cento.