Cientistas alemães propuseram uma tecnologia para deposição camada por camada de lítio no vácuo – isso aumentará a capacidade das baterias

Especialistas do Instituto de Eletrônica Orgânica, Tecnologia de Feixe de Elétrons e Plasma. A Fraunhofer (Fraunhofer FEP) desenvolveu tecnologias adequadas para a produção em massa de deposição camada por camada de lítio no vácuo. Essas tecnologias ajudarão a economizar matérias-primas e obter eletrodos de bateria de lítio de alta qualidade, que prometem aumentar a densidade de energia armazenada e o alcance dos veículos elétricos em até 65%.

Fonte da imagem: Fraunhofer FEP

Alcançar maior densidade de armazenamento de energia para baterias de íon-lítio pode ser alcançado substituindo os ânodos de grafite por ânodos à base de silício e, no futuro, à base de lítio metálico. Os cientistas da Fraunhofer FEP acabam de desenvolver uma tecnologia para produzir em escala industrial as camadas mais finas de lítio puro e camadas de compostos compostos, por exemplo, lítio com silício.

Normalmente, as camadas de lítio são produzidas como filmes finos usando processos de laminação, que exigem o uso de materiais auxiliares e levam a uma quantidade significativa de contaminantes estranhos no lítio. Cientistas alemães propuseram criar camadas de lítio com uma espessura de 1-20 mícrons por deposição de vapor térmico no vácuo sem aditivos contaminantes. O lítio é aquecido a uma temperatura de 500 a 700 °C e levado ao estado de vapor, que é então depositado no substrato. Alega-se que isso torna possível criar camadas de lítio metálico de uma determinada espessura com o mais alto grau de uniformidade.

A evaporação e precipitação do lítio ocorre em um ambiente de ar inerte em conformidade com as medidas de segurança aumentadas. Se for necessário criar camadas compostas, o vapor de outra substância de trabalho ou várias substâncias é adicionado ao fluxo de lítio na fase de vapor. Isso atinge uma taxa de revestimento muito alta que, em combinação com o método rolo a rolo de produção de eletrodos, promete o mais alto nível de produtividade na produção de baterias.

Durante os experimentos, verificou-se que cerca de 80% do lítio depositado permanece eletroquimicamente ativo. Ao otimizar os processos, os pesquisadores pretendem aumentar esse número para 90% ou mais. Os cientistas estão confiantes de que alcançarão seus objetivos, e a introdução da tecnologia de deposição de lítio na produção ocorrerá nos próximos cinco anos.