Con el lanzamiento de dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes que requieren alta capacidad de electricidad, como teléfonos plegables y teléfonos 5G, el interés en las baterías está aumentando y se desarrollan varios tipos de baterías. Por ejemplo, baterías flexibles integradas en la banda de reloj móvil o inalámbricabaterías de uso compartido de energía que se han desarrollado a partir de la carga inalámbrica. Sin embargo, no se fabrica una batería que produzca una batería con capacidad de miles de miliamperios mAh para ser plegable. Recientemente, un equipo de investigación de Corea desarrolló un electrodo monolítico que puede reemplazar a los pesadoscolectores de cobre y permitió el desarrollo de una batería flexible con alta capacidad.
El profesor Soojin Park de Química y la División de Ciencia de Materiales Avanzados con su investigador postdoctoral, Jaegeon Ryu y su estudiante de doctorado, Jieun Kang desarrollaron con éxito una batería flexible con electrodo orgánico delgado y tridimensional en colaboración con el Instituto Coreano de Ciencia de Materiales.
Además, pudieron reducir el peso de una batería 10 veces más que el colector de cobre convencional1 mediante el uso de un colector de cobre tridimensional.En lugar de usar un ánodo de grafito, utilizaron materiales orgánicos y pudieron aumentar la densidad de energía de una batería cuatro veces o más.Su establecimiento de investigación fue publicado en la reciente edición de ACS Nano .
La conductividad eléctrica de un material orgánico es baja y no había solución para integrar el colector y el material orgánico. Por esta razón, no había sido posible demostrar un electrodo monolítico con materiales orgánicos antes de su estudio. El equipo de investigación estudió una nueva formapara reemplazar un colector de corriente que hace que una batería sea pesada y un ánodo de grafito con baja densidad de energía para reducir el peso de la batería de manera innovadora.
El equipo produjo una estructura tridimensional con alta conductividad eléctrica mediante el uso de aerogeles de nanotubos de carbono de pared simple SWCNT. Aquí, construyeron electrodos orgánicos monolíticos delgados recubriendo una red basada en imida IBN 2 a escala nanométricamaterial.
Los electrodos monolíticos tridimensionales recubiertos con capas de IBN orgánicas gruesas y ajustables de 8 nm de grosor entregaron una capacidad de hasta 1550 mA h g-1 y fueron posibles de recargar más de 800 veces. Estos electrodos estaban recubiertos con materiales orgánicos.baja conductividad eléctrica intrínseca, tenían una alta conductividad eléctrica y también demostraron un rendimiento electroquímico mejorado de la batería recargable al ayudar a la transferencia rápida de litio a través de abundantes sitios activos redox. Además, el grosor de los materiales orgánicos recubiertos se puede controlar fácilmente y fueron capaces de mejorardensidad de corriente del electrodo orgánico en gran medida.
El electrodo recientemente desarrollado puede reemplazar el colector a base de metal y esto permite el desarrollo de una batería recargable ligera y flexible que luego puede aplicarse a dispositivos electrónicos portátiles, dispositivos flexibles, telecomunicaciones y vehículos electrónicos de próxima generación.
El profesor Soojin Park, quien dirigió la investigación, comentó: "Podemos reducir enormemente el peso de una batería recargable mediante el uso de este electrodo monolítico de nuevo desarrollo con materiales orgánicos SWCNT. Esto puede superar las limitaciones de la batería recargable convencional y lograr flexibilidad y pesoaligeramiento de una batería orgánica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang POSTECH . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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