Muitas das baterias atuais usam a mesma estrutura de dois eletrodos de yin e yang com isolamento de não-condutor no meio, no entanto, agora os engenheiros da Cornell desenvolveram uma nova estrutura incomum porque usam entrelaçados Redemoinho-como estrutura e possui características de carregamento instantâneo.Esta nova tecnologia é baseada em um conjunto complexo de formas porosas - o gyroid - antes que fosse usado para criar grafeno 'material milagroso bidimensional'. .
Imagem de bateria espiral desenvolvida pela Universidade de Cornell
Além disso, as novas baterias usam filmes de carbono ultrafinos (embora não sejam comparáveis ao grafeno), contando com um processo de automontagem conhecido como 'blockco-polymer'.
Essas facetas de hélice 24 baseadas em carbono constituem o anodo da bateria, que contém milhares de furos, cada um com cerca de 40nm de largura.
Estes poros foram revestidos com uma camada de separação de aproximadamente 10 nm de espessura, seguida pela adição de um cátodo de enxofre Finalmente, uma porção final do vazio foi preenchida com um polímero condutor chamado PEDOT.
Cada poro pode armazenar e transferir energia, que é muito semelhante à microbateria, no entanto, dispersando-os na enorme área da hélice, a densidade de energia da nova arquitetura é muito maior do que o modelo tradicional de bateria.
Segundo os pesquisadores, na prática, isso significa que a bateria pode ser carregada em segundos ou até mais rápido! O pesquisador-chefe Ulrich Wiesner disse:
Esta estrutura tridimensional basicamente elimina toda a perda de volume no equipamento.
O que é mais importante é que as áreas de penetração mútua sejam reduzidas à nanoescala, para que possamos aumentar exponencialmente a densidade de energia.
Em outras palavras, em comparação com a estrutura tradicional da bateria, você pode ganhar energia em um tempo menor.
Mesmo assim, o novo design não está isento de falhas. Quando a bateria é carregada e descarregada, o enxofre se expande e a peça PEDOT não. Com o tempo, este último se desgasta gradualmente.
Quando o enxofre se expande, esses minúsculos polímeros se partem em pedaços.Quando se encolhe novamente, ele não pode ser reconectado.Isso significa que parte da bateria 3D não pode mais ser usada.
