Batería de iones de litio totalmente elástica para electrónica flexible
Esta nueva forma de crear baterías sólidas totalmente estirables podría ser un prometedor paso adelante para dispositivos portátiles o implantables que se flexionan y se mueven con el cuerpo
Cuando uno piensa en una batería, probablemente no piensa en elasticidad. Pero las baterías necesitarán esta cualidad para incorporarse a la electrónica flexible, que está ganando terreno en los monitores de salud portátiles. Ahora, los investigadores de ACS Energy Letters presentan una batería de iones de litio con componentes totalmente elásticos, incluida una capa de electrolito que puede expandirse un 5000% y conserva su capacidad de almacenamiento de carga tras casi 70 ciclos de carga y descarga.
Esta batería de iones de litio tiene componentes totalmente estirables y una capacidad de carga y descarga estable en el tiempo.
Adapted from ACS Energy Letters 2024, DOI: 10.1021/acsenergylett.4c01254
Los dispositivos electrónicos que se doblan y estiran necesitan baterías con propiedades similares. La mayoría de los investigadores que han intentado construir este tipo de baterías las han creado con tejido conductor o componentes rígidos plegados en formas extensibles, similares al origami. Pero para que una batería sea realmente maleable, cada pieza -los electrodos que recogen la carga y la capa intermedia de electrolito que equilibra la carga- debe ser elástica. Hasta ahora, los prototipos de baterías verdaderamente elásticas tienen una elasticidad moderada, procesos de montaje complejos o una capacidad de almacenamiento de energía limitada, sobre todo con el paso del tiempo y las repetidas cargas y descargas. Esto último puede deberse a una conexión débil entre la capa de electrolito y los electrodos o a la inestabilidad del electrolito fluido, que puede desplazarse cuando la batería cambia de forma. Por eso, en lugar de utilizar un líquido, Wen-Yong Lai y sus colaboradores querían incorporar el electrolito a una capa de polímero fundida entre dos películas flexibles de electrodos, para crear una batería completamente sólida y elástica.
Para fabricar los electrodos de la batería totalmente elástica, el equipo extendió sobre una placa una fina película de pasta conductora que contenía nanocables de plata, negro de humo y materiales catódicos o anódicos a base de litio. A continuación, se aplicó una capa de polidimetilsiloxano, un material flexible utilizado habitualmente en lentes de contacto, sobre la parte superior de la pasta. Directamente sobre esta película, los investigadores añadieron una sal de litio, un líquido altamente conductor y los ingredientes para fabricar un polímero elástico. Al activarse con la luz, estos componentes se combinaron para formar una capa sólida y gomosa capaz de estirarse hasta un 5000% de su longitud original y transportar iones de litio. Por último, la pila se cubrió con otra película de electrodos y todo el dispositivo se selló con una capa protectora.
Al comparar el diseño de la batería sólida elástica con un dispositivo similar con un electrolito líquido tradicional, la nueva versión tenía una capacidad de carga media unas seis veces superior a una velocidad de carga rápida. Asimismo, la batería sólida mantuvo una capacidad más estable durante 67 ciclos de carga y descarga. En otros prototipos fabricados con electrodos sólidos, el electrolito polimérico mantuvo un funcionamiento estable durante más de 1.000 ciclos, con una caída de la capacidad del 1% en los primeros 30 ciclos, frente a una caída del 16% en el caso del electrolito líquido. Aún quedan mejoras por hacer, pero esta nueva forma de crear baterías sólidas totalmente estirables podría ser un prometedor paso adelante para dispositivos portátiles o implantables que se flexionan y se mueven con el cuerpo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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