Trik z taśmą. Banalne, a smartfon zmienia się nie do poznania

Naukowcy z Dalhousie University w Halifax (Kanada) odkryli, że zwykła taśma samoprzylepna w bateriach może być powodem tak zwanego samorozładowywania. Wiele urządzeń przez to traci część swojej mocy, gdy nie są używane lub są wyłaczone.

W naszym laboratorium przeprowadzamy wiele bardzo złożonych eksperymentów, aby ulepszyć baterie, ale tym razem odkryliśmy bardzo prostą rzecz. W komercyjnych ogniwach akumulatorowych znajduje się taśma, która utrzymuje elektrody razem. Następuje rozkład chemiczny tej taśmy, który tworzy cząsteczki prowadzące do samorozładowania.

– powiedział Michael Metzger, adiunkt na Wydziale fizyki i nauk o atmosferze Uniwersytetu Dalhousie

Rozwiązanie powyższego problemu jest również proste. Wystarczy wymień plastikową taśmę z politereftalanu etylenu lub PET, powszechnie stosowaną w bateriach, na coś wykonanego z trwalszego i stabilniejszego materiału. W ten sposób można znacznie ulepszyć wydajność akumulatorów, które nie będą tracić energii, gdy dane urządzenie z niej nie korzysta.

Jak doszło do odkrycia?

Metzger i jego zespół próbowali zrozumieć, dlaczego ogniwa litowo-jonowe w nieaktywnych urządzeniach mają tendencję do utraty części swojej mocy i samorozładowywania, co od dawna frustruje zarówno konsumentów, jak i producentów.

Każdy producent ogniw litowo-jonowych na świecie chce, aby samorozładowanie było jak najmniejsze. W każdej baterii występuje samorozładowywania, które powoli wyczerpuje baterię. Jest to bardzo niewygodne dla użytkowników i duży ból głowy dla przemysłu.

– wyjaśnił naukowiec

Elektrody w bateriach są oddzielone roztworem elektrolitu, który zwykle jest formą litu. Po wystawieniu kilku ogniw akumulatora na działanie różnych temperatur naukowcy byli zaskoczeni widząc, że roztwór elektrolitu zmienił kolor na jasnoczerwony, podczas gdy normalnie powinien być bezbarwny. Było to coś, z czym się wcześniej nie spotkali.

Analiza chemiczna roztworu czerwonego elektrolitu wykazała, że w wyższych temperaturach powstała tam nowa substancja będąca wynikiem rozkładu taśmy samoprzylepnej PET. Ta jest często używana w bateriach do utrzymywania komponentów razem. Mocny i lekki PET jest również często stosowany do produkcji opakowań z tworzyw sztucznych, butelek na napoje, włókien odzieżowych itp.

Substancją, o której mowa powyżej, okazał się tereftalan dimetylu. Działa on jak "wahadłowiec redoks", mogą transportować elektrony między dodatnimi i ujemnymi elektrodami akumulatora. To powoduje jego samorozładowywanie baterii, nawet gdy ta nie jest używana. W idealnych warunkach przenoszenie elektronów powinno mieć miejsce tylko wtedy, gdy urządzenie jest włączone.

To bardzo prosta rzecz –  jest w każdej plastikowej butelce i nikt by nie pomyślał, że ma to tak ogromny wpływ na działanie ogniw litowo-jonowych. To coś, czego nigdy się nie spodziewaliśmy, ponieważ nikt nie patrzy na te nieaktywne komponenty, te taśmy i plastikowe folie w ogniwie baterii, ale naprawdę należy to rozważyć, jeśli chcesz ograniczyć reakcje uboczne w ogniwie akumulatora.

– wyjaśnił Metzger

Zamiennikiem dla taśm samoprzylepnych stosowanych obecnie w bateriach mógłby być inny materiał wykonany z czegoś bardziej stabilnego chemicznie, co nie ulega rozkładowi w środowisku, które jest wewnątrz ogniw. Na kanadyjskiej uczelni trwają obecnie badania nad polimerami, które by się do tego nadawały.

Zobacz: Oto baterie przyszłości. Mogą działać czterokrotnie dłużej
Zobacz: Baterie mogą działać nawet 15% dłużej. Wystarczy pewien trik

Zobacz: Samsung Galaxy S23, S23+ i S23 Ultra. Wszystko, co musisz wiedzieć