A bateria consiste principalmente de três componentes: eletrodo positivo, eletrodo negativo e eletrólito.Quando a bateria é carregada, íons de lítio fluem para fora do eletrodo positivo e atingem o eletrodo negativo através da estrutura cristalina e eletrólito, onde eles são armazenados.Quanto mais rápido o processo ocorre, a bateria é carregada. o mais rápido.
Ao procurar por novos materiais de eletrodo, os pesquisadores muitas vezes tentam tornar as partículas menores, mas é difícil fazer uma bateria prática contendo nanopartículas: o eletrólito gerará mais reações químicas desnecessárias, portanto a duração da bateria não é longa e O custo de fabricação também é alto.O óxido de tungstênio de tântalo usado na pesquisa mais recente tem uma estrutura de descarga rígida e aberta que não captura o lítio intercalado e é maior em tamanho do que muitos outros materiais de eletrodo.
O primeiro autor do estudo, Kent Griffith, um colega de pós-doutorado na Universidade de Cambridge, explicou: "Muitos materiais de bateria são baseados nas mesmas duas ou três estruturas cristalinas, mas esses óxidos de tungstênio são fundamentalmente diferentes. Óxidos através de oxigênio" Os pilares "permanecem abertos, permitindo que íons de lítio passem por eles em três dimensões, o que significa que mais íons de lítio podem passar através deles, e em um ritmo mais rápido. A medição também mostra que a velocidade com que os íons de lítio passam através do óxido é melhor do que O material do eletrodo é várias ordens de magnitude maior.
Além da alta mobilidade de lítio, o óxido de tungstênio de tântalo também é fácil de fabricar.Griffith diz: “Muitas estruturas de nanopartículas exigem várias etapas para sintetizar, mas esses óxidos são fáceis de fabricar e não requerem produtos químicos ou solventes adicionais. '
Atualmente, a maioria dos eletrodos negativos de íons de lítio são feitos de grafita, que tem alta densidade de energia, mas quando carregada em alta taxa tende a formar uma fibra de lítio chamada dendrítica, que provoca um curto-circuito. E fez com que a bateria pegasse fogo e até explodisse.
Griffiths disse: "Em aplicações de alta taxa, a segurança é mais importante do que qualquer outro ambiente operacional. Para aplicações de carregamento rápido que exigem alternativas de grafite mais seguras, esses e outros materiais similares são definitivamente dignos de atenção." '