Guía
Recientemente, investigadores de la Universidad de Duke y la Universidad Estatal de Texas han desarrollado un nuevo método para imprimir baterías de iones de litio de casi cualquier forma en 3D.
Antecedentes
La batería de iones de litio es una batería recargable. Se basa principalmente en iones de litio que se mueven entre los electrodos positivos y negativos. Durante la carga y descarga, Li + se incrusta y desintercala entre los dos electrodos: Li + se carga desde el electrodo positivo durante la carga. La desintercalación, después de que el electrolito se incrusta en el electrodo negativo, el electrodo negativo se encuentra en un estado rico en litio; cuando se descarga, ocurre lo contrario.
2. Los vehículos eléctricos y la mayoría de los dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles y computadoras portátiles, funcionan con baterías de iones de litio.
Hasta ahora, los fabricantes tienen que diseñar sus equipos basados en baterías de litio disponibles en el mercado.
La innovación
Sin embargo, la innovación tecnológica ha cambiado esta situación. Recientemente, los investigadores de la Universidad de Duke y la Universidad del Estado de Texas han desarrollado un nuevo método para imprimir baterías de iones de litio de casi cualquier forma en 3D.
Sus resultados de investigación se publicaron en la revista de renombre internacional "ACS Applied Energy Materials" de la American Chemical Society.
Tecnologia
Actualmente, la mayoría de las baterías de iones de litio en el mercado son cilíndricas o cúbicas. Por lo tanto, cuando un fabricante diseña un producto, como diseñar un teléfono móvil, la batería debe estar preparada para un tamaño y forma específicos, lo que desperdicia espacio y permite el diseño. El plan es limitado.
En teoría, la tecnología de impresión 3D puede hacer que el dispositivo completo tenga casi cualquier forma, incluidas la batería y los componentes electrónicos. Sin embargo, el polímero utilizado en la impresión 3D, como el ácido poliláctico (PLA), no es un conductor iónico, que se convierte en una impresión. Los principales obstáculos para la batería. Christopher Reyes, Benjamin Wiley y sus colegas desarrollaron un proceso para imprimir baterías de iones de litio desde impresoras 3D de bajo costo.
Los investigadores aumentaron la conductividad iónica del ácido poliláctico mediante la adición de una solución de electrolito. Además, incorporaron grafeno y nanotubos de carbono de paredes múltiples en el ánodo (Ánodo) y el cátodo (cátodo).
Valor
Para demostrar el rendimiento de la batería, el equipo imprimió en 3D un brazalete LED con una batería de iones de litio integrada que puede suministrar una lámpara LED verde durante 60 segundos.
Futuro
Según los investigadores, la capacidad de la primera generación de baterías impresas en 3D es dos órdenes de magnitud más baja que la de las baterías comerciales. Esta capacidad es tan baja que tales baterías impresas en 3D no se pueden aplicar prácticamente. Sin embargo, los investigadores dicen que tienen Hay varias ideas para aumentar la capacidad, como reemplazar los materiales a base de ácido poliláctico con masa impresa en 3D.
