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01 jan 2010 - 31 jul 2015 Science

Desenvolvimento de um gel de iões para baterias imprimíveis de película fina para dispositivos inteligentes

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.

Entidades

Financiamento

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