I ricercatori dell'Università del Delaware hanno scoperto che i film di nanotubi di carbonio frammentati possono fungere da conduttori adesivi nelle batterie agli ioni di litio.
Le batterie agli ioni di litio alimentano una vasta gamma di dispositivi moderni, dai cellulari, computer portatili, e puntatori laser a termometri, apparecchi acustici, e pacemaker. Gli elettrodi in queste batterie comprendono tipicamente tre componenti:materiali attivi, additivi conduttivi, e leganti.
Ora, un team di ricercatori dell'Università del Delaware ha scoperto un materiale conduttivo "appiccicoso" che potrebbe eliminare la necessità di leganti.
"Il problema con la tecnologia attuale è che i leganti compromettono le prestazioni elettrochimiche della batteria a causa delle loro proprietà isolanti, "dice Bingqing Wei, professore di ingegneria meccanica. "Per di più, i solventi organici utilizzati per mescolare insieme i leganti e i materiali conduttivi non solo aumentano le spese del prodotto finale, ma sono anche tossici per l'uomo".
Nanotubi di carbonio in soccorso
Wei e il dottorando Zeyuan Cao hanno recentemente scoperto che i macrofilm di nanotubi di carbonio frammentati (FCNT) possono fungere da conduttori adesivi, combinando due funzioni in un unico materiale. Il loro lavoro è riportato in ACS Nano , una pubblicazione specializzata dell'American Chemical Society, e hanno depositato una domanda di brevetto sulla scoperta.
Bingqing Wei guida un gruppo di ricerca che ha scoperto che i film di nanotubi di carbonio frammentati possono fungere da conduttori adesivi nelle batterie agli ioni di litio.
Wei spiega che gli FCNT sono reti simili a reti con "tentacoli" accoppiati con materiali catodici e anodici a base di litio attivo. Vengono quindi assemblati utilizzando una semplice lavorazione ad ultrasuoni. Il processo non impiega solventi organici.
"Abbiamo scoperto che i conduttori FCNT adesivi hanno in realtà una forza di adesione maggiore rispetto al PVDF, il legante tradizionalmente utilizzato nella produzione di batterie agli ioni di litio, " dice. "Abbiamo anche dimostrato che questi elettrodi compositi mostrano una conduttività elettrica maggiore rispetto ai materiali tradizionali, e abbiamo ottenuto questi vantaggi in un processo di fabbricazione ecologica a basso costo che sostituisce i solventi organici tossici con solo acqua e alcol".
"C'è un ampio mercato per le batterie agli ioni di litio, " Aggiunge, "e vediamo un grande potenziale per l'uso di questa tecnologia nelle applicazioni dei veicoli, dove sono richiesti carica e scarica rapidi."
La strategia di approccio potrebbe anche essere impiegata per la preparazione degli elettrodi per altri dispositivi di accumulo di energia come i condensatori elettrochimici.
