Material, das entwickelt wurde, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern

Materiale sviluppato per prolungare la durata delle batterie

Non c’è nessuno di noi che non sia stato irritato dalle batterie agli ioni di litio nei loro dispositivi che non durano abbastanza a lungo. È così frustrante acquistare nuovi dispositivi semplicemente perché la durata della batteria è diventata troppo breve. Gli scienziati lo hanno riconosciuto e hanno sviluppato un nuovo materiale che prolungherà la durata e farà durare più a lungo le batterie.

I problemi con le batterie agli ioni di litio

I nuovi telefoni e altri dispositivi hanno sempre batterie all’inizio che sembrano durare per sempre. Ma nel tempo, durano sempre meno ore. Ti fa portare un caricabatterie con te ovunque. Alcuni dispositivi hanno batterie sostituibili; altri no. Li sostituisci o semplicemente butti il ​​dispositivo? O semplicemente ci convivi?

Poiché molte persone scelgono semplicemente di sostituire i propri dispositivi, ciò ha portato a un problema di inquinamento. Su una scala più ampia, la durata della batteria è un problema anche con i veicoli elettrici e nessuno vuole avere problemi con la batteria di un’auto.

Gli anodi grafici, i terminali negativi delle batterie, sono alla base del rapido degrado. Gli anodi lavorano con i catodi (terminali positivi) e gli elettroliti (trasporta la carica tra i terminali) per creare la situazione per le reazioni elettromagnetiche di carica e scarica. Se la grafite non avesse un legante, sarebbe caduta a pezzi. Poly (PVDF) è il legante più utilizzato nelle batterie odierne. Tuttavia, non è il materiale più ideale da utilizzare per questo scopo.

Gli scienziati sviluppano un nuovo raccoglitore

Gli scienziati del Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) l’hanno fatto ha sviluppato un nuovo materiale legante copolimero che farà durare le batterie
più a lungo. Questo nuovo materiale legante è costituito da un copolimero bis-immino-acenaftenechinone-parafenilene (BP).

Questa ricerca è stata pubblicata su ACS Applied Energy Materials. Il professor Noriyoshi Matsumi ha guidato la ricerca, coinvolgendo anche il professor Tatsuo Kaneko, il docente senior Rajashekar Badam, lo studente di dottorato Agman Gupta e l’ex collega di post-dottorato Aniruddha Nag.

In che modo questo nuovo materiale fa durare più a lungo le batterie? Il legante copolimero ha una migliore stabilità meccanica e aderisce meglio all’anodo. Le “interazioni π-π” tra i gruppi bis-immino-acenaftenechinone e la grafite sono parzialmente responsabili di ciò. I leganti del copolimero aderiscono meglio anche ai collettori di corrente in rame.

Batteria nuova esaurita

Il copolimero è anche più conduttivo del poli e crea un’interfaccia elettrolitica solida conduttiva più sottile che non deve affrontare la stessa resistenza. La degradazione è anche impedita dal copolimero che non reagisce facilmente con gli elettroliti.

Tutto ciò crea un ambiente per prestazioni migliori. “Mentre una mezza cella che utilizzava PVDF come legante mostrava solo il 65 percento della sua capacità originale dopo circa 500 cicli di carica-scarica, la mezza cella che utilizzava il copolimero BP come legante ha mostrato una ritenzione di capacità del 95 percento dopo oltre 1700 cicli di questo tipo “, Ha spiegato il Prof. Matsumi.

C’è anche una misura che confronta la quantità di carica che scorre attraverso una cella durante un ciclo. Il nuovo materiale si è dimostrato ancora una volta più efficiente. Le immagini scattate durante i test hanno evidenziato minuscole crepe sui copolimeri, mentre il poli mostrava grosse crepe. Questo è stato dopo meno di un terzo del numero totale di cicli.

Il futuro delle batterie agli ioni di litio

La speranza, ovviamente, dopo questo studio è che porterà alla creazione di batterie agli ioni di litio di maggiore durata. Certamente risolverebbe alcuni problemi ambientali e farebbe risparmiare molto ai consumatori, per non parlare del mal di testa.

Ricarica del nuovo materiale della batteria

“La realizzazione di batterie durevoli aiuterà nello sviluppo di prodotti più affidabili per un utilizzo a lungo termine. Ciò incoraggerà i consumatori ad acquistare beni a batteria più costosi, come i veicoli elettrici, che verranno utilizzati per molti anni “, ha affermato il prof. Tatsumi.

Il professore ha anche sottolineato che tali batterie migliorate porterebbero a grandi cose anche nella comunità medica, in particolare batterie per organi artificiali e dispositivi impiantati, come defibrillatori e pacemaker.

Per il resto di noi, significherebbe dopo alcuni anni che i nostri smartphone manterrebbero ancora la carica e non saremmo così ansiosi di sostituirli. Fino ad allora, leggi questa guida su come prolungare la durata delle batterie.