Baterias de lítio são fabricadas por impressão 3D


Depois de impressos os eletrodos, vistos na imagem, eles são revestidos por uma camada plástica e recebem o eletrólito líquido que completa a bateria.[Imagem: Ke Sun et al./Advanced Materials]

A impressão 3D definitivamente não está limitada a fabricar peças em macroescala.

Foi o que demonstraram Ke Sun e seus colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

As microbaterias de íons de lítio que eles imprimiram têm o tamanho de um grão de areia.

Segundo o grupo, o campo mais promissor para o uso das microbaterias é a área médica, para alimentar implantes e aparelhos médicos.

Mas, segundo eles, nada impede que elas sejam usadas em qualquer aparelho portátil, sobretudo os menores, que acabam carregando baterias maiores do que precisam ou baterias não tão eficientes quanto as de íons de lítio.

Os exemplos dos aparelhos beneficiados incluem robôs-insetos e minúsculas câmeras e microfones que começam a fazer sucesso como acessórios em óculos.

Bateria impressa

Hoje, para fabricar microbaterias, os fabricantes usam a deposição de materiais sólidos na forma de filmes finos para fabricar os eletrodos. Funciona, mas a bateria não possui a mesma densidade de energia que uma bateria de maior porte com a mesma tecnologia.

Os pesquisadores perceberam que poderiam resolver o problema imprimindo eletrodos que não apenas sejam ultrafinos, mas que também sejam entrelaçados - algo só possível com a flexibilidade da impressão 3D.

Na verdade, o segredo da técnica não está na impressão 3D, mas na tinta usada na impressora.

O grupo desenvolveu uma tinta para o anodo, feita com nanopartículas de um óxido de lítio, e outra tinta para o catodo, feita com nanopartículas de um outro óxido do mesmo metal.

Depois de impressos os eletrodos, eles são revestidos por uma camada plástica e recebem o eletrólito líquido que completa a bateria.

"O desempenho eletroquímico é comparável ao das baterias comerciais em termos de taxa de carga e descarga, ciclo de vida e densidade de energia," garante Shen Dillon, coautor do estudo.


Bibliografia:

3D Printing of Interdigitated Li-Ion Microbattery Architectures
Ke Sun, Teng-Sing Wei, Bok Yeop Ahn, Jung Yoon Seo, Shen J. Dillon, Jennifer A. Lewis
Advanced Materials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/adma.201301036

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