wiadomości o firmie Japonia opracowuje nowy polimerowy elektrolit stały do ​​akumulatorów litowo-jonowych

Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku w Japonii opracowali polimerowy elektrolit w stanie stałym do akumulatorów litowo-jonowych, który jest bezpieczniejszy niż powszechnie stosowane elektrolity przy jednoczesnym zachowaniu przewodności urządzenia.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie iScience naukowcy wyjaśnili, że ciekły węglan etylenu (EC, węglan etylenu) i jego żel zostały wybrane jako elektrolity litowo-jonowe ze względu na ich odporność na napięcie i przewodność jonową.Jednak materiały te są bardzo łatwopalne.

A polimerowe elektrolity stałe są uważane za bezpieczniejsze niż elektrolity EC.Substancje takie jak glikol polietylenowy (PEG, glikol polietylenowy) zostały zaproponowane jako odporne na wstrząsy elektrolity litowo-jonowe.Jednak elektrolit polimerowy na bazie PEG krystalizuje w temperaturze pokojowej, powodując dramatyczny spadek przewodności litowo-jonowej do 10-6 S/cm w temperaturze pokojowej.

Aby rozwiązać ten problem, zespół badawczy z Northeastern University opracował nowy polimerowy elektrolit w stanie stałym, który łączy porowatą membranę polimerową z kilkoma mikrometrowymi porami z fotosieciowanym elektrolitem polimerowym na bazie PEG.

Ten stały elektrolit polimerowy osiąga szerokie okno potencjału (4,7 V) i wysoką przewodność jonów litu 10-4 S/cm, porównywalną z ciekłymi elektrolitami i może zaspokoić praktyczne potrzeby.Liczba migracji litowo-jonowych jest również wysoka (0,39).

Ze względu na zasadę naturalnej dyfuzji kierunek transportu litu-jonu w elektrolicie nie jest ustalony.Odległość jego ruchu wynosi od kilku μm do 10 μm i nie zawsze porusza się liniowo między elektrodami, co jest również jedną z przyczyn zaniku przewodnictwa jonowego.Jednak nowe badanie pokazuje, że gdy fotosieciowane stałe elektrolity polimerowe na bazie PEG zostaną połączone z porowatymi membranami w skali mikronowej, wydajność można znacznie poprawić.

Zdaniem naukowców polimerowy elektrolit w stanie stałym nie tylko działa dobrze, ale także skutecznie zapobiega tworzeniu się dendrytów litu powodujących zwarcia.