Porque é que a bateria dos seus auscultadores não dura muito tempo
A equipa de investigação resolveu o conhecido problema do desgaste das baterias numa tecnologia que muitos de nós usamos todos os dias
Já alguma vez reparou que as baterias dos aparelhos electrónicos já não duram tanto tempo como quando eram novas? Uma equipa de investigação internacional liderada pela Universidade do Texas em Austin adoptou uma abordagem única a este problema bem conhecido, conhecido como degradação. No seu trabalho, centram-se numa tecnologia real que muitos de nós utilizamos todos os dias: auriculares sem fios. Utilizaram raios X, infravermelhos e outras técnicas de imagem para compreender a complexidade da tecnologia no interior destes pequenos dispositivos e a razão pela qual a duração da bateria se degrada com o tempo.
"Eu só uso o auricular direito e descobri que o auricular esquerdo tinha uma duração de bateria muito mais longa ao fim de dois anos", afirma Yijin Liu, professor associado do Walker Department of Mechanical Engineering na Cockrell School of Engineering, que liderou o estudo publicado na Advanced Materials . "Por isso, decidimos investigar isto e ver o que conseguíamos descobrir.
Descobriram que outros componentes críticos do dispositivo compacto, como a antena Bluetooth, os microfones e os circuitos, colidiam com a bateria, criando um microambiente difícil. Esta dinâmica resultou num gradiente de temperatura, ou seja, temperaturas diferentes na parte superior e inferior da bateria, o que danificou a bateria.
O contacto com o mundo real, com as suas muitas temperaturas diferentes, qualidades do ar e outros factores, também desempenha um papel importante. As baterias são frequentemente concebidas para resistir a ambientes agressivos, mas as frequentes alterações ambientais constituem um desafio à sua maneira.
Segundo os investigadores, estes resultados tornam claro que é necessário refletir mais sobre a forma como as baterias são incorporadas em dispositivos do mundo real, como telefones, computadores portáteis e veículos. Como podem ser embaladas para reduzir a interação com componentes potencialmente nocivos e como podem ser adaptadas aos diferentes comportamentos dos utilizadores?
"A diferente utilização dos dispositivos altera o comportamento e o desempenho da bateria", afirma Guannan Qian, primeiro autor deste artigo e investigador de pós-doutoramento no laboratório de Liu. "Podem estar expostos a diferentes temperaturas; uma pessoa tem hábitos de carregamento diferentes de outra; e cada proprietário de veículo elétrico tem o seu próprio estilo de condução. Tudo isso desempenha um papel importante".
Para realizar as experiências, Liu e a sua equipa trabalharam em estreita colaboração com o UT Fire Research Group, liderado pelo engenheiro mecânico Ofodike Ezekoye. Utilizaram a tecnologia de imagem de infravermelhos de Ezekoye para complementar a sua tecnologia de raios X de laboratório na UT Austin e na Sigray Inc. Mas para obter uma imagem completa, Liu e a sua equipa recorreram a algumas das instalações de raios X mais potentes do mundo.
Colaboraram com equipas da Stanford Synchrotron Radiation Lightsource no SLAC National Accelerator Laboratory, da National Synchrotron Light Source II no Brookhaven National Laboratory, da Advanced Photon Source no Argonne National Laboratory e da European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) em França. Estas instalações nacionais e internacionais dão aos investigadores acesso a instalações de sincrotrão de classe mundial e permitem-lhes descobrir a dinâmica oculta das baterias em condições reais.
"A maior parte do tempo no laboratório, estamos a olhar para condições pristinas e estáveis ou para condições extremas", disse Xiaojing Huang, um físico do Laboratório Nacional de Brookhaven. "À medida que investigamos e desenvolvemos novos tipos de baterias, temos de compreender as diferenças entre as condições de laboratório e os caprichos do mundo real e reagir em conformidade. As imagens de raios X podem fornecer informações valiosas para isso".
Liu afirma que a sua equipa vai continuar a investigar o desempenho das baterias em condições reais. Este trabalho poderá estender-se a células maiores, como as baterias que alimentam os nossos telefones, computadores portáteis e veículos eléctricos.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Guannan Qian, Guibin Zan, Jizhou Li, Dechao Meng, Tianxiao Sun, Vivek Thampy, Ayrton M. Yanyachi, Xiaojing Huang, Hanfei Yan, Yong S. Chu, Sheraz Gul, Juanjuan Huang, Shelly D. Kelly, Sang‐Jun Lee, Jun‐Sik Lee, Wenbing Yun, Peter Cloetens, Piero Pianetta, Kejie Zhao, Ofodike A. Ezekoye, Yijin Liu; "In‐device Battery Failure Analysis"; Advanced Materials, 2025-1-31
Outras notícias do departamento ciência
