Construyen baterías de iones de litio en forma de alambre, elásticos y de alto rendimiento

Científicos chinos han desarrollado una batería de iones de litio en forma de alambre que contiene electrodos compuestos de dos hilos hechos de nanotubos de carbono y óxido de titanio, u óxido de litio manganeso y litio. El informe fue publicado en la revista Angewandte Chemie, en la cual detallan que fueron capaces de tejer sus pilas como telas, para formar baterías flexibles, elásticas, ligeras y seguras con una alta densidad de energía.

Los métodos anteriores para la producción de supercondensadores electroquímicos con forma de alambre, en la que giraban dos electrodos de fibra juntas, dieron lugar a sistemas con un rendimiento inferior que les impedía ser llevados al mercado.

Las baterías de iones de litio pueden alcanzar significativamente mayor densidad de energía, pero hasta ahora no se había producido en forma de alambre. Además de otras barreras, los problemas de seguridad asociados a las baterías con iones de litio también son un obstáculo. La fuente del problema de seguridad es el litio dendrítica, que se puede formar durante el exceso de carga, es decir un "crecimiento" que sucede fuera del ánodo lo cual puede provocar un cortocircuito. Esto puede hacer que la batería se incendie. Esto parece especialmente crítico para las baterías de forma de alambre que se pueden estirar, retorcidas y dobladas durante el uso.

Sin embargo, ahora un equipo dirigido por el profesor Huisheng Peng de la Universidad de Fudan en Shanghai, ha logrado la producción de baterías de iones de litio con forma de alambre que tienen una alta densidad de energía y son seguras. Estos resultados exitosos en esta estructura especial, se ha logrado con los materiales utilizados. El ánodo y el cátodo son dos fibras de nanotubos de carbono de pared múltiple paralelas que contienen óxido de litio de titanio y partículas de óxido de manganeso y litio.

Con esto se construyó un sistema paralelo de nanotubos de carbono continuos que tienen nanopartículas, los cuales son vías eficientes para el transporte de carga y sirven como colectores de corriente. Los dos hilos del electrodo están dispuestos en paralelo, separadas por una capa aislante en el interior de un tubo termocontraíble, para que sea posible que los alambres elásticos puedan ser envueltos alrededor de una fibra elástica.

Además, la batería mantiene su capacidad aunque se le estire hasta dos veces su longitud original y sufra otras deformaciones. Estas baterías con forma de alambre se pueden hilar en fibras largas y tejerse de tal manera que se pueden incorporar a una tela.

Este sistema de alimentación permitirá crear smartphones flexibles, pulseras "inteligentes", gafas con un ordenador incorporado, informaron los científicos.