Una batería de iones de litio flexible diseñada por un equipo de investigadores del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins y construida para funcionar en condiciones extremas, incluido el corte, sumersión, e impacto balístico simulado — ahora puede agregar incombustible a su currículum.

Las baterías de iones de litio actuales son susceptibles a incidentes catastróficos de incendios y explosiones, la mayoría de los cuales llegan sin ninguna advertencia perceptible, porque están construidas con materiales inflamables y combustibles. Los teléfonos Samsung Galaxy Note7 fueron prohibidos en las aerolíneas como resultado de este peligro, y la prohibición de la Marina de los cigarrillos electrónicos en barcos y submarinos es una respuesta directa a la necesidad de reducir la inflamabilidad de tales dispositivos.

Con estas baterías emergiendo como el vehículo de almacenamiento de energía preferido para la electrónica portátil, vehículos eléctricos, y almacenamiento en red, Estos avances en seguridad marcan un importante paso adelante en la transformación de la forma en que se fabrican y utilizan las baterías de iones de litio en dispositivos electrónicos.

En una investigación publicada recientemente en la revista Comunicaciones químicas , el equipo, dirigido por Konstantinos Gerasopoulos del Departamento de Investigación y Desarrollo Exploratorio de APL, detalla su último descubrimiento:una nueva clase de electrolitos de "agua en sal" y "agua en bisal", denominados WiS y WiBS, respectivamente, que, cuando se incorpora en una matriz de polímero, reduce la actividad del agua y eleva la capacidad de energía y el ciclo de vida de la batería mientras la elimina de los inflamables, tóxico, y disolventes altamente reactivos presentes en las baterías de iones de litio actuales. Es una caja fuerte poderosa alternativa, dicen los investigadores.

"Las baterías de iones de litio ya son una presencia constante en nuestra vida diaria, desde nuestros teléfonos hasta nuestros coches, y continuar mejorando su seguridad es primordial para seguir avanzando en la tecnología de almacenamiento de energía, "dijo Gerasopoulos, Investigador científico senior e investigador principal de APL. "Los factores de forma de las baterías de iones de litio no han cambiado mucho desde su comercialización a principios de la década de 1990; todavía usamos los mismos tipos de celdas cilíndricas o prismáticas. El electrolito líquido y el empaque hermético requerido tienen mucho que ver con eso.

"Los esfuerzos de nuestro equipo se han centrado generalmente en reemplazar el líquido inflamable con un polímero que mejora la seguridad y el factor de forma. Estamos entusiasmados con el lugar en el que nos encontramos hoy. Nuestro artículo reciente muestra una mejor usabilidad y rendimiento de las baterías de iones de litio de polímero flexible a base de agua que se puede construir y operar al aire libre ".

Adicionalmente, La tolerancia al daño demostrada inicialmente con la batería flexible del equipo en 2017 se mejora aún más en este nuevo enfoque para crear baterías de iones de litio.

"La primera generación de baterías flexibles no era tan estable dimensionalmente como las que fabricamos hoy, "Dijo Gerasopoulos.

Con este último punto de referencia alcanzado, los investigadores continúan trabajando en nuevos avances de esta tecnología.

"Nuestro equipo mejora continuamente la seguridad y el rendimiento de las baterías de iones de litio flexibles, "dijo Jeff Maranchi, el gerente de área de programas de ciencia de materiales en APL. "Ya hemos logrado más descubrimientos sobre la base de este trabajo informado más recientemente que nos entusiasma mucho. Esperamos hacer la transición de esta nueva investigación a la creación de prototipos dentro de un año".