Os separadores não porosos da Toray Industries podem aumentar a capacidade das baterias de íons de lítio e melhorar a segurança das baterias em dispositivos eletrônicos vestíveis e veículos elétricos, informou a Electronics Weekly.

Com a contínua expansão do mercado de baterias de lítio, há uma necessidade de aumentar sua capacidade e densidade de energia. As baterias de ânodo de lítio metálico, com sua alta capacidade teórica e baixo potencial redox, estão agora recebendo atenção. “Esse ânodo ainda não teve uso prático, no entanto, pois dendritos de lítio se formam nas superfícies de lítio metálico durante o carregamento, penetrando os separadores e causando curtos-circuitos que deterioram a segurança. Os dendritos de lítio se formam ao longo dos poros da película microporosa. Eliminar os poros do separador pode impedir esse crescimento, mas a desvantagem é a permeabilidade de íons de lítio muito reduzida. É essencial suprimir os dendritos mantendo a condutividade iônica,” observou a EW.

É necessária maior resistência ao calor e estabilidade térmica dos separadores, já que as baterias com ânodo de lítio metálico têm maior capacidade e requisitos de segurança mais altos. A Toray enfrentou esse desafio utilizando a tecnologia de design molecular de polímero de aramida de alta resistência ao calor, que emprega há anos para controlar os espaços entre as cadeias moleculares e a afinidade com os íons de lítio.

Ao utilizar um polímero altamente condutor de íons com excelente resistência ao calor, a Toray descobriu que poderia suprimir a formação de dendritos em baterias de ânodo de lítio metálico e manter a condutividade iônica com “esse polímero como um separador não poroso, composto por uma camada sem poros sobre um separador microporoso”.

O separador suprime os curtos-circuitos atribuíveis aos dendritos e mantém mais de 80% de sua capacidade após 100 ciclos de carga/descarga. Ainda são necessárias pesquisas sobre capacidade ultra-alta e segurança para as baterias de íons de lítio do futuro, mas a demanda por baterias está impulsionando esse avanço.