Un un estudi realitzat a Stanford i SLAC, les bateries de liti-ió fabricades amb els actuals col·lectors de corrent, es van incendiar quan van ser exposades a una flama i es van cremar vigorosament fins que es va cremar tot l’electròlit. Les bateries amb els nous col·lectors ignífugs van produir flames febles que es van apagar en pocs segons.
S'ha desenvolupat un nou material polimèric que s'utilitza per als col·lectors actuals. Aquest nou disseny fa que als col·lectors actuals, els augmenti l'eficiència de les bateries d'ió Li i redueixi els riscos d'incendis associats a aquestes bateries.
Els col·lectors de corrent són primes làmines de metall que distribueixen el corrent dels elèctrodes de les bateries. Normalment, aquestes làmines metàl·liques estan fetes de coure. S'ha redissenyat aquests col·lectors de manera que, encara que estiguin fets en gran part de coure, estan envoltats per un polímer.
El polímer fa que el col·lector actual sigui un 80% més lleuger, cosa que provoca un augment de la densitat d’energia del 16 al 26%. Es tracta d’un augment significatiu respecte a l’augment anual mitjà de la densitat d’energia de les bateries de ions de Liti, que s’ha quedat en un 5% .
S'ha redissenyat els conductors de corrent, les primes làmines metàl·liques que distribueixen el corrent dels elèctrodes i així poder fer les bateries de ions de liti més lleugeres, segures i eficients. Es va substituir el conductor central que era totalment de coure, per una capa lleugera de polímer recobert de coure ultra prim (veure imatge anterior, part superior dreta) i s'ha incorporat ignífug a la capa de polímer per apagar les flames (veure imatge anterior, part inferior dreta).
Aquest mètode d’alleugeriment de les bateries és un nou enfocament per augmentar la densitat d’energia. Al llarg dels anys s'han vist molts intents d’augmentar la densitat d’energia ampliant la superfície dels elèctrodes mitjançant l’ús de nous materials d’elèctrodes, com el silici nano-estructurat en lloc del carbó activat. Tot i que l’augment de la superfície pot augmentar la capacitat de càrrega, la densitat d’energia es calcula per l’energia total sobre el pes total de la bateria.
S'ha calculat un augment del 16 % al 26 % en la densitat d’energia gravimètrica de les seves bateries substituint els col·lectors de corrent de coure / alumini (8,06 mg / cm 2 per al coure i 5,0 mg / cm 2 per a l’alumini) per les seves col·leccions de polímers. col·lectors de corrent (1,54 mg / cm 2 per a material polímer-coure i 1,05 mg / cm 2 per a polímer-alumini).
Els actuals col·lectors no contribueixen a l'energia total, sinó que contribueixen al pes total de la bateria. És per això que s'anomena " pes mort " dels actuals col·lectors a les bateries, en contrast amb el " pes actiu " dels materials dels elèctrodes.
Font: Univertitat de Stanford
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada