Stanford: Hem reduït el pes dels col·lectors actuals a les cèl·lules d'ions de liti en un 80 per cent. La densitat d'energia augmenta entre un 16 i un 26 per cent.

Científics de la Universitat de Stanford i del Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) van decidir reduir les cèl·lules d'ions de liti per reduir-ne el pes i augmentar així la densitat d'energia emmagatzemada. Per fer-ho, van reelaborar les capes de càrrega cap a l'exterior: en comptes de làmines amples de coure o alumini, van utilitzar tires estretes de metall, complementades amb una capa de polímer.

Major densitat d'energia en Li-ion sense alts costos d'inversió

Cada cèl·lula d'ions de liti és un rotlle que consta d'una capa de càrrega-descàrrega/descàrrega, un elèctrode, un electròlit, un elèctrode i un col·lector de corrent en aquest ordre. Les parts exteriors són làmines metàl·liques fetes de coure o alumini. Permeten que els electrons surtin de la cèl·lula i hi tornin.

Els científics de Stanford i SLAC van decidir centrar-se en els col·leccionistes, perquè el seu pes sovint és de diverses desenes de per cent del pes de tot l'enllaç. En lloc de làmines de coure, van utilitzar pel·lícules de polímer amb tires de coure estretes. Va resultar que era possible reduir el pes dels col·lectors fins a un 80 per cent:

La cèl·lula d'ió de liti cilíndrica clàssica és un rotllo llarg format per diverses capes. Científics de Stanford i SLAC han reduït les capes que recullen càrregues i les condueixen: els col·lectors actuals. En lloc de làmines de coure, van utilitzar làmines de coure-polímer enriquides amb productes químics no inflamables (c) Yusheng Ye / Universitat de Stanford

Això no és tot: es poden afegir compostos químics al polímer que impedeixin l'encesa, i aleshores la menor inflamabilitat dels elements s'acompanya d'un menor pes:

Stanford: Hem reduït el pes dels pantògrafs d'ions de liti en un 80 per cent. La densitat d'energia augmenta entre un 16 i un 26 per cent.

Inflamabilitat de la làmina de coure utilitzada en una cèl·lula clàssica d'ions de liti i un col·lector desenvolupat per investigadors nord-americans (c) Yusheng E / Universitat de Stanford

Els investigadors diuen que els col·lectors reciclats poden augmentar la densitat d'energia gravimètrica de les cèl·lules en un 16-26 per cent (= 16-26 per cent més d'energia per a la mateixa unitat de massa). Vol dir això una bateria de la mateixa mida i densitat d'energia pot ser un 20 per cent més lleugera que la corrent.

En el passat s'han intentat optimitzar l'embassament, però canviar-los ha provocat efectes secundaris inesperats. Les cèl·lules es van tornar inestables o es va necessitar un electròlit més [car]. La variant desenvolupada pels científics de Stanford no sembla plantejar aquests problemes.

Aquestes millores es troben a les primeres investigacions, així que no espereu que arribin al mercat abans del 2023. Tanmateix, semblen prometedors.

Cal afegir que Tesla també té una idea interessant per recollir la càrrega de les capes metàl·liques. En lloc d'utilitzar tires fines de coure al llarg de tota la longitud del rotlle i treure-les només en un lloc (al mig), immediatament les treu amb la vora tallada superposada. Això fa que les càrregues es moguin una distància molt més petita (resistència!), I el coure proporciona una transferència de calor addicional a l'exterior:

Stanford: Hem reduït el pes dels pantògrafs d'ions de liti en un 80 per cent. La densitat d'energia augmenta entre un 16 i un 26 per cent.