Desarrollan batería de litio blanda, mecánicamente deformable y estirable

Un equipo de investigación coreano ha desarrollado una batería de litio blanda, mecánicamente deformable y estirable que se puede utilizar en el desarrollo de dispositivos portátiles, y examinó la viabilidad de la batería imprimiéndola en superficies de ropa.

El equipo de investigación, dirigido por el Dr. Jeong Gon Son del Centro de Investigación de Materiales Híbridos Blandos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST), anunció que había desarrollado una batería de litio en la que todos los materiales , incluidos el ánodo, el cátodo, el colector de corriente, los electrolitos y el encapsulante, son extensibles e imprimibles.

La batería de litio desarrollada por el equipo posee una alta capacidad y características de forma libre adecuadas para la deformación mecánica.

Debido al rápido aumento de la demanda de dispositivos portátiles de alto rendimiento, como pulseras inteligentes, dispositivos electrónicos implantables, como marcapasos, y dispositivos portátiles blandos para su uso en el metaverso realista, el desarrollo de una batería que sea blanda y elástica como la humana la piel y los órganos ha estado atrayendo el interés.

El electrodo inorgánico duro de una batería convencional comprende la mayor parte del volumen de la batería, lo que dificulta su estiramiento.

Otros componentes, como el separador y el colector de corriente para extraer y transferir cargas, también deben ser estirables, y también se debe resolver el problema de la fuga de electrolito líquido.

Para mejorar la capacidad de estiramiento, el equipo de investigación evitó el uso de materiales innecesarios para el almacenamiento de energía, como se había hecho en otros estudios, como el caucho.

Luego, se desarrolló y aplicó un nuevo material de gel orgánico blando y estirable basado en el material aglutinante existente.

Este material sujeta firmemente los materiales del electrodo activo en su lugar y facilita la transferencia de iones.

Además, se fabricó una tinta conductora usando un material con excelentes propiedades de estirabilidad y barrera de gas para servir como material colector de corriente que transfiere electrones y un encapsulante que puede funcionar de manera estable incluso a alto voltaje y en varios estados deformados sin hincharse debido a absorción de electrolitos.

La batería desarrollada por el equipo también puede incorporar materiales de baterías de iones de litio existentes, ya que exhiben una excelente densidad de almacenamiento de energía (~2,8 mWh/cm2) de un nivel similar al de las baterías duras de iones de litio disponibles en el mercado a un voltaje de conducción de 3,3 V o superior.

Todos los componentes de la batería de iones de litio extensible del equipo poseen la estabilidad mecánica para mantener su rendimiento incluso después de tirar repetidamente de la batería 1000 veces o más, una alta capacidad de estiramiento del 50 % o más y estabilidad a largo plazo en el aire.

Además, el equipo de investigación imprimió directamente los materiales del electrodo y el colector de corriente que habían desarrollado en ambos lados de un calentador de brazos hecho de spandex y aplicó un encapsulante estirable al material, demostrando la capacidad de imprimir una batería orgánica de alto voltaje estirable directamente en ropa.

Usando la batería resultante, el equipo de investigación pudo alimentar continuamente un reloj inteligente incluso cuando se lo estaba poniendo, quitando o estirando.

El Dr. Son de KIST afirmó que su equipo ha desarrollado una tecnología de batería de iones de litio extensible que brinda tanto libertad estructural como resultado de la configuración de forma libre de la batería que permite que se imprima en materiales como telas, como libertad de material debido a ser capaz de utilizar materiales de batería de iones de litio existentes, además de la estabilidad de estiramiento que permite una alta densidad de energía y deformación mecánica.

También afirmó que se espera que el sistema de almacenamiento de energía estirable desarrollado por su equipo sea aplicable al desarrollo de varios dispositivos portátiles o que se pueden unir al cuerpo.

Fuente: KIST