Un grupo de científicos de San Petersburgo ha propuesto un nuevo método de fabricación de electrodos para baterías de iones de litio que alimentan las computadoras portátiles. teléfonos inteligentes y tabletas. Los investigadores han demostrado que estos elementos se pueden imprimir con una impresora de inyección de tinta, lo que reducirá el espesor del electrodo de 10 a 20 veces y abrirá nuevas posibilidades para los fabricantes de electrónica compacta. Su artículo ha sido publicado en la revista Tecnología Energética .

Los investigadores están buscando mayores capacidades para las baterías de iones de litio al mismo tiempo que las hacen más livianas y compactas. El tamaño y la capacidad de la batería determina el peso de una computadora portátil, cuánto tiempo puede funcionar un teléfono inteligente entre ciclos de recarga, y la distancia que puede viajar un coche eléctrico. Los métodos de fabricación estándar para baterías de iones de litio no permiten un aumento significativo de su peso o tamaño sin una pérdida correspondiente en la capacidad de la batería. Por lo tanto, es necesario un cambio en la producción de los componentes de la batería.

Los científicos de la Universidad ITMO, La Universidad Politécnica Pedro el Grande de San Petersburgo y el Instituto Ioffe han propuesto una tecnología mediante la cual el espesor del nivel del material del cátodo podría reducirse en 10 o incluso 20 veces. Esto brindará la oportunidad de reducir el tamaño y el peso de toda la batería, como una tableta estándar o la batería de una computadora portátil puede tener cientos de estas capas.

"Hemos desarrollado la tinta para la impresión por inyección de tinta del material del cátodo, "dice Denis Kolchanov, un doctorado estudiante en el laboratorio SCAMT de ITMO, quien fue coautor del artículo. "Hemos logrado aplicar una capa de aproximadamente 5 micrómetros de espesor en el colector actual. Las muestras industriales existentes utilizan materiales de cátodo con un espesor de 100 micrómetros. Las muestras de laboratorio creadas sobre la base de otras tecnologías dan un espesor de 50 micrómetros. Por lo tanto, , pudimos reducir el espesor de 10 a 20 veces. No es posible hacer una capa más pequeña con esta tecnología, porque se producirá un cortocircuito ".

Los investigadores han confirmado recientemente la operatividad del material de cátodo impreso para demostrar que la tecnología se puede utilizar para crear una batería de trabajo más pequeña con propiedades similares.

En teoria, este desarrollo puede tener otro efecto útil. La impresión de colectores de corriente ultradelgados con un material de cátodo permitiría a los científicos crear una batería flexible que no se deforma cuando se dobla. Esto es importante, Porque hoy, Las empresas de alta tecnología se enfrentan a un desafío difícil:por un lado, los usuarios quieren que sus dispositivos sean livianos y compactos; en el otro, la gente disfruta viendo fotos y videos desde una pantalla lo más grande posible. Aparte de eso, Existe una demanda creciente de dispositivos transformadores que se puedan usar tanto como tabletas como computadoras portátiles. Los dispositivos plegables y extensibles están diseñados para resolver estos problemas. Dichos dispositivos se presentaron en la exposición CES 2020 que tuvo lugar a principios de 2020.

Para desarrollar tal dispositivo, Los ingenieros deben pensar no solo en su pantalla y carcasa, sino también la colocación de una batería estándar de iones de litio. Idealmente, la batería de la tableta transformadora debe doblarse junto con la carcasa.

"En teoria, nuestro desarrollo se puede utilizar para crear tales dispositivos, ", explica Denis Kolchanov." Existe una gran posibilidad de que los electrodos delgados sean más flexibles ya que no se deformarán cuando se doblen. Esto nos permitirá usarlos en dispositivos transformadores ".