À medida que o mercado de veículos elétricos cresce exponencialmente, cresce também a demanda por baterias de alta capacidade que aumentam a quilometragem. Uma equipe de pesquisa de uma universidade local desenvolveu um material ativo de ânodo de silício com 10 vezes mais capacidade do que o atual.
A POSTECH (presidente Moo-Hwan Kim) usa um polímero multicarga por meio de pesquisa conjunta do professor Soo Jin Park, do Departamento de Química, do professor Yoon Soo Kim, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, e do professor Jae Joon Ryu, do Departamento da Universidade Sogang de Engenharia Química e Biomolecular para substituir o grafite, que é uma substância ativa presente no eletrodo positivo, com capacidade mais de 10 vezes maior que a do grafite. Foi anunciado no dia 20 que havia desenvolvido um eletrodo negativo estável e de alta capacidade material ativo que produziu
Materiais ativos de ânodo de alta capacidade, como o silício, são essenciais para baterias secundárias de lítio de alta densidade de energia, pois podem produzir uma capacidade 10 vezes maior do que o grafite, que é um material de ânodo disponível comercialmente. No entanto, a expansão do volume que ocorre na interação com o lítio ameaça o desempenho e a estabilidade da bateria. Para resolver esse problema, muitas pesquisas estão sendo feitas sobre ligações poliméricas que podem controlar bem a expansão do volume.
Até o momento, a pesquisa sobre ligações de materiais ativos de alta capacidade para ânodos concentrou-se apenas na ligação química e na ligação de hidrogênio. A reticulação química é difícil porque as ligações são mantidas juntas por ligações covalentes, mas uma vez quebradas, há uma falha fatal que não pode ser recuperada. As ligações de hidrogênio são bem conhecidas como ligações secundárias intermoleculares reversíveis devido às diferenças de eletronegatividade, mas sua força é fraca.
O polímero baseado em carga desenvolvido desta vez é caracterizado pelo uso não apenas de ligações de hidrogênio, mas também da atração entre cargas positivas e negativas, ou seja, a força de Coulomb. A força de Coulomb é uma ligação secundária muito forte em comparação com a ligação de hidrogênio, mas é reversível, portanto pode facilmente suprimir a expansão de volume. A superfície do material do ânodo ativo de alta capacidade é frequentemente carregada negativamente e tem uma estrutura em camadas na qual os polímeros carregados positivamente cobrem o topo e os polímeros carregados negativamente cobrem os polímeros carregados positivamente. Além disso, ao introduzir polietileno glicol, que facilita o movimento dos íons de lítio no eletrodo e ajusta as propriedades físicas, também é criado um eletrodo espesso e de alta capacidade, que aumenta a densidade de energia da bateria secundária de lítio.
O professor Su Jin Park disse: “A introdução de materiais ativos de ânodo de alta capacidade pode aumentar muito a densidade de energia das baterias de lítio secundárias, e a autonomia de veículos elétricos também deve aumentar de acordo”. Espero que isso aconteça. seja possível”, disse.
Este resultado da pesquisa, que foi realizado com o apoio do Ministério da Ciência e TIC, Projeto de Desenvolvimento de Nanotecnologia e Materiais e Projeto de Laboratório de Tecnologia do Futuro, foi publicado como artigo de capa na prestigiosa revista Advanced Functional Materials no campo da engenharia de materiais .
Pohang = Repórter Jeong Jae Hoon, jhoon@etnews.com
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