Sviluppata batteria al litio flessibile per la nuova generazione dell’elettronica

Roma – Un gruppo di ricercatori guidati dalla Nanjing University of Posts and Telecommunications ha sviluppato una batteria agli ioni di litio con componenti completamente estensibili, tra cui uno strato di elettrolita che può espandersi del 5000 per cento e mantiene la sua capacità di accumulo di carica dopo quasi 70 cicli di carica/scarica. I loro risultati sono stati pubblicati su ACS Energy Letters. L’elettronica che si piega e si allunga ha bisogno di batterie con proprietà simili. La maggior parte dei ricercatori che hanno tentato di costruire tali batterie le hanno create con tessuto conduttivo intrecciato o componenti rigidi piegati in forme espandibili, simili all’origami. Ma per una batteria veramente malleabile, ogni parte, gli elettrodi che raccolgono la carica e lo strato elettrolitico intermedio di bilanciamento della carica, deve essere elastica. Finora, i prototipi di batterie veramente elastiche hanno un’elasticità moderata, processi di assemblaggio complessi o una capacità di accumulo di energia limitata, soprattutto nel tempo con ripetute cariche e scariche. Quest’ultima può essere dovuta a una debole connessione tra lo strato elettrolitico e gli elettrodi o all’instabilità dell’elettrolita fluido, che può muoversi quando la batteria cambia forma. Quindi, anziché usare un liquido, Wen-Yong Lai e i suoi colleghi hanno voluto incorporare l’elettrolita in uno strato di polimero fuso tra due pellicole di elettrodi flessibili, per creare una batteria completamente solida ed elastica. Per realizzare gli elettrodi per la batteria completamente elastica, il team ha steso una sottile pellicola di pasta conduttiva contenente nanofili d’argento, carbon black e materiali catodici o anodici a base di litio su una piastra. Uno strato di polidimetilsilossano, un materiale flessibile comunemente utilizzato nelle lenti a contatto, è stato quindi applicato sulla parte superiore della pasta. Direttamente sopra questa pellicola, i ricercatori hanno aggiunto un sale di litio, un liquido altamente conduttivo e gli ingredienti per creare un polimero elastico. Quando attivati dalla luce, questi componenti si sono combinati per formare uno strato solido e gommoso in grado di allungarsi fino al 5000 per cento della sua lunghezza originale e in grado di trasportare ioni di litio. Infine, la pila è stata ricoperta con un’altra pellicola di elettrodi e l’intero dispositivo è stato sigillato in un rivestimento protettivo. Confrontando il design della batteria solida ed elastica con un dispositivo simile con un elettrolita liquido tradizionale, la nuova versione aveva una capacità di carica media circa sei volte superiore a una velocità di carica rapida. Allo stesso modo, la batteria solida ha mantenuto una capacità più stabile durante il funzionamento durante 67 cicli di carica e scarica. (30science.com)