As baterias de íons de lítio são mais seguras e o fortalecimento de uma tecnologia emergente está envolvida no uso de eletrólitos líquidos, que produzem materiais que produzem energia através do dispositivo para íons.
Um grupo de pesquisadores e seus colegas da Universidade do Texas descobriram que uma mistura de pequenas partículas entre dois eletrólitos sólidos pode criar um impacto chamado “nível de carga espacial” na carga elétrica na interface entre os dois ingredientes.
A pesquisa pode ajudar o desenvolvimento de eletrólitos sólidos, baterias de estado rígido conhecido como dispositivos móveis e veículos elétricos. Os pesquisadores revelaram seu estudo Cartas de energia da ACSOnde foi exibido na capa da edição de março.
Os pesquisadores descobriram que a mistura de pequenas partículas entre os dois eletrólitos duros pode criar um efeito chamado “nível de carga espacial”, a carga elétrica entre os dois eletrólitos difíceis representados na imagem.
Quando materiais de eletrólitos sólidos individuais estão interagindo fisicamente, uma camada é formada em sua fronteira, onde as cargas ou íons são acumulados devido às possibilidades químicas de cada material, disse o professor assistente de engenharia e ciência da computação de Eric Joneson. Laisu também diz e é um autor de colega de trabalho do estudo. Ele disse que o nível ajuda a criar uma maneira que facilite atravessar a interface para os íons.
“Imagine misturar dois elementos em uma receita e inesperadamente resultados melhores que os elementos sozinhos”, disse Sue. “Esse efeito aprimora o movimento dos íons que podem atingir o próprio material.
“Essa descoberta escolhe cuidadosamente os materiais para projetar um melhor eletrólito sólido que interage o movimento iônico que aumenta o movimento iônico, potencialmente leva a bateria de estado sólido a um melhor desempenho”.
A pesquisa é um projeto da Battery da UTD e a iniciativa de comercialização e proteção nacional (BACON), que lançou os novos processos de tecnologia e fabricação de baterias em 2021, aumentando a disponibilidade doméstica de matérias-primas críticas e treinamento de funcionários de alta qualidade para o setor.
“A tecnologia de bateria de estado sólido faz parte de nossa pesquisa de química de bateria do Next-Zenner no centro de Bacons e espera-se que os sistemas avançados de bateria melhorem a eficácia dos drones para aplicações de defesa”, Dr.
A maioria das baterias de íons de lítio atualmente usadas em produtos clientes contém eletrólitos líquidos que podem apresentar problemas de combustível e proteção. Embora as baterias convencionais de íons de lítio estejam atingindo o limite teórico de quanta energia eles podem economizar, Sue diz que as baterias de aço sólido mostram a promessa de produzir e conservar mais do que o dobro das baterias, incluindo eletrólitos de fluido, e não são seguros porque não são combustível.
O desenvolvimento de baterias de aço sólido enfrenta desafios, porque os íons são mais difíceis de transferir através de materiais sólidos. Os pesquisadores estudaram a eficácia de compostos de eletrólitos de aço sólido de cloreto de zerocônio de lítio e cloreto de lítio e propuseram uma teoria para explicar por que a atividade iônica aprimora os materiais, misturando os materiais.
“A interface formou um canal exclusivo para transportar o íon”, disse Sue.
Como a SU e os colegas pesquisadores aumentam a composição e a estrutura da interface maior condutividade iônica.
Outros pesquisadores da UT Dallas que contribuíram para este trabalho incluem o Dr. Boyu Wang, o primeiro autor de estudos e pesquisadores pós -córicos da Bacons; E Dr. You Jho, professor associado de engenharia mecânica.
A equipe da UTD ajudou em dois pesquisadores da Texas Tech University: Professor Assistente de Engenharia Mecânica e Vice-Autora, Dr. Jishan Ahmed; E MD Salman Rabi Limon, candidato a doutorado para engenharia mecânica.
