Muchas de las baterías actuales usan la misma estructura de dos electrodos yin y yang con aislamiento no conductor en el medio. Sin embargo, ahora los ingenieros de Cornell han desarrollado una nueva estructura inusual porque usan entrelazado Estructura en forma de remolino y posee características de carga instantánea. Esta nueva tecnología se basa en un complejo conjunto de formas porosas, el giroscopio, antes de ser utilizado a menudo para crear grafeno de "material milagroso bidimensional". .
Imagen de batería en espiral desarrollada por la Universidad de Cornell
Además, las baterías nuevas usan películas de carbono ultrafinas (aunque no son comparables con el grafeno), dependiendo de un proceso de autoensamblaje conocido como "blockco-polymer".
Estas facetas de hélice 24 basadas en carbono constituyen el ánodo de la batería, que contiene miles de agujeros, cada uno de aproximadamente 40nm de ancho.
Estos poros se recubrieron con una capa de separación de aproximadamente 10 nm de espesor, seguido de la adición de un cátodo de azufre. Finalmente, se llenó una porción final del vacío con un polímero conductor llamado PEDOT.
Cada poro puede almacenar y transferir energía, que es muy similar a la microbatería. Sin embargo, al dispersarlos en la gran superficie de la hélice, la densidad de energía de la nueva arquitectura es mucho mayor que el diseño tradicional de la batería.
Según los investigadores, en la práctica, esto significa que la batería puede cargarse en cuestión de segundos o incluso más rápido. El investigador principal Ulrich Wiesner dijo:
Esta estructura tridimensional básicamente elimina toda la pérdida de volumen en el equipo.
Lo que es más importante es que las áreas de penetración mutua se reducen a nanoescala, por lo que podemos aumentar exponencialmente la densidad de energía.
En otras palabras, en comparación con la estructura de batería tradicional, puede obtener energía en menos tiempo.
Aun así, el nuevo diseño no está exento de defectos: cuando la batería está cargada y descargada, el azufre se hinchará y la pieza PEDOT no lo hará. Con el tiempo, este último se irá desgastando gradualmente. Wiesner señaló:
Cuando el azufre se expande, estos pequeños polímeros se romperán en pedazos. Cuando se contrae nuevamente, no se puede volver a conectar, lo que significa que ya no se puede usar parte de la batería 3D.
