Os TFBs (thin films batteries) apresentam apenas alguns milímetros de espessura, são leves e flexíveis, têm um enorme potencial para aplicações em dispositivos de armazenamento de células solares, cartões inteligentes, etiquetas RFID, dispositivos médicos implantáveis, sensores sem fios, etc.
No entanto, para atingir o desempenho desejado para o sucesso dessas aplicações, estão atualmente a ser conduzidas inúmeras investigações no sentido de encontrar os materiais adequados para a construção de baterias com base em películas finas.
No âmbito deste projeto foi proposto um novo conceito de desenvolvimento de eletrólitos sólidos baseados em fibras (SPEs) e TFBs baseados em fibra. De acordo com este conceito, o eletrólito sólido fibroso pode ser desenvolvido através da aplicação de gel iónico sobre tecidos e, subsequentemente, o TFB pode ser desenvolvido através da aplicação de gel de iões (contendo materiais de elétrodos ativos, tais como LiCoO2) em ambas as superfícies da SPE. Com base neste conceito, o tecido de baixo peso (seda) foi tratado com uma solução de gel iónico através de um processo de impregnação simples e rápido, e mantido durante 24h para gelificação. Para atingir melhores resultados, foram otimizados vários parâmetros do processo, tais como a composição do gel iónico, a temperatura de aplicação e a pressão de compressão. Foi observado que o SPE com melhor desempenho desenvolvido utilizando este conceito atinge uma condutividade iónica à temperatura ambiente de 2,9 × 10-3 S cm-1, que é semelhante a uma película de gel de iões e a temperatura ambiente líquidos iónicos.
Objetivos
- Desenvolver um novo processo para aplicação de gel iónico em substratos têxteis a fim de desenvolver eletrólitos sólidos baseados em fibras (SPEs) e baterias de película fina (TFBs).
- Caraterizar as propriedades elétricas, eletroquímicas e mecânicas dos SPEs e TFBs desenvolvidos.
Principais Conclusões e Investigação em Curso
- Foi desenvolvido um processo simples e ecológico para a aplicação de gel iónico em substratos têxteis.
- A fibra desenvolvida à base de eletrólitos alcançou uma elevada condutividade iónica, semelhante aos eletrólitos líquidos, e, ainda, uma boa estabilidade mecânica e propriedades eletroquímicas.
- A equipa de investigação está atualmente a proceder ao fabrico e caracterização de TFB fibrosos.
Este projeto decorre no âmbito do doutoramento do investigador Sohel Rana, sob orientação do Professor Raul Fangueiro.
