Cientistas criaram baterias de lítio não inflamáveis ​​com eletrólito salgado

As propriedades úteis das baterias de lítio são ofuscadas pelo fato de que às vezes explodem. E deixe isso acontecer com pouca frequência, mas saber da “bomba” no bolso, no quarto ou na garagem ainda é um prazer. Os cientistas vêm trabalhando em baterias de lítio não inflamáveis ​​há décadas. Talvez isso ajude o novo trabalho de cientistas da Universidade de Stanford.

Fonte da imagem: Jian-Cheng Lai/Stanford University

Os pesquisadores trabalharam para aumentar a capacidade de sobrevivência das baterias de lítio quando aquecidas, conforme descrito em um artigo na revista Matter. Eles seguiram dois caminhos: substituíram a solução eletrolítica por solventes poliméricos menos inflamáveis ​​em vez de orgânicos e aumentaram a concentração de sais de lítio no eletrólito, o que também reduziu a inflamabilidade da solução.

Em baterias convencionais contendo lítio, o eletrólito (solvente) começa a evaporar quando a célula é aquecida a cerca de 60 °C. O líquido passa para a fase gasosa e a bateria é inflada até que a casca seja destruída e inflamada. Em vez de um solvente orgânico de fácil evaporação, os cientistas foram capazes de escolher um polímero que mantivesse a condutividade dos íons de lítio no nível mais alto possível e, ao mesmo tempo, fornecesse uma estrutura confiável para manter as moléculas da substância. No entanto, a condutividade dos íons de lítio no solvente do polímero ainda era pior do que quando se usava um solvente orgânico, e isso precisava ser corrigido de uma maneira diferente.

Normalmente, os sais de lítio (LiFSI) se dissolvem no eletrólito da bateria de lítio em uma proporção de menos de um para dois (menos de 50% em peso). Para compensar a menor mobilidade dos íons de lítio no solvente do polímero, os cientistas começaram a aumentar gradativamente a concentração de sais. A composição com 63% de sais revelou-se a melhor concentração. As moléculas nesta composição “grudam” bem umas nas outras e isso evita a evaporação durante o aquecimento. A composição encontrada com alta concentração de sais de lítio resistiu facilmente ao aquecimento de até 100 °C. O eletrólito permitiu que a bateria permanecesse operacional mesmo nessa temperatura e não incendiasse.

«Este novo eletrólito de bateria muito interessante é compatível com a tecnologia de bateria de íon-lítio existente e terá um grande impacto em eletrônicos de consumo e veículos elétricos”, disse um dos autores do estudo com confiança.