Novas soluções de armazenamento híbrido
Boffins americanas estão derrubando a compreensão de como as baterias Li-ion de carga, observando o comportamento das moléculas individuais como eles absorvem cargas.
Há muito tempo assumiu que a bateria é carregada de forma bastante uniforme - em outras palavras, que os elétrons são distribuídos uniformemente entre o material de transporte de carga que a bateria é carregada. No entanto, o trabalho liderado pelo Instituto de Stanford para Materiais e Ciências da Energia do Departamento de Energia do SLAC Accelerator Laboratory (DOE) dos EUA diz que este não é o caso.
Como o SLAC explica , carga e descarga comportamentos são muito diferentes na escala nano.
Quando o carregamento, independentemente da taxa de carregamento, apenas uma pequena percentagem das nanopartículas nas pilhas testadas iões efectivamente absorvidas. Esses íons, então, passar a sua carga para os outros, e absorver novas íons.
Sob a alta, como as partículas se comportam depende se a bateria está sendo descarregada rápido ou lento. Os investigadores descobrir que quando a bateria está a ser descarregada rapidamente, o processo é relativamente uniforme, mas sob uma descarga lenta, apenas alguns são nanopartículas descarga em qualquer momento, tal como mostrado no vídeo abaixo.
Para obter a sua compreensão do interior de uma bateria durante a carga e descarga, os pesquisadores tiveram que retirar baterias de célula de moeda para além individuais em diferentes fases do ciclo, corte os pedaços, e examiná-las sob a luz da Berkeley Lab / DoE Avançada Fonte Síncrotron .
A esperança é que, obtendo uma melhor compreensão do que está acontecendo em escala nanométrica, a pesquisa SLAC pode ajudar a projetar melhores baterias.
Em particular, se os eletrodos podem ser concebidos de forma que a carga é sempre distribuído uniformemente, pode ser possível criar baterias que podem ser sempre sem exibir a danos causados pelo calor de estresse que é um problema tão grande no mundo de baterias de Li-íon com carga-rápida.
A próxima rodada de pesquisa será para tentar examinar as pilhas intactas enquanto carga e descarga.
O trabalho foi publicado na revista Nature Materials (resumo aqui ). ®
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