εταιρικά νέα για Η Ιαπωνία αναπτύσσει το νέο πολυμερή στερεό ηλεκτρολύτη για τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες

Οι ερευνητές στο πανεπιστήμιο Tohoku στην Ιαπωνία έχουν αναπτύξει έναν ηλεκτρολύτη πολυμερών στερεάς κατάστασης για τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες που είναι ασφαλέστερος από τους συνήθως χρησιμοποιημένους ηλεκτρολύτες διατηρώντας την αγωγιμότητα συσκευών.

Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο iScience περιοδικών, οι επιστήμονες εξήγησαν ότι το υγρό ανθρακικό άλας αιθυλενίου (ΕΚ, ανθρακικό άλας αιθυλενίου) και το πήκτωμά του επιλέχτηκε ως λίθιο-ιονικοί ηλεκτρολύτες λόγω της αντίστασης τάσης και της ιοντικής αγωγιμότητάς τους. Εντούτοις, αυτά τα υλικά είναι πολύ εύφλεκτα.

Και οι πολυμερείς στερεοί ηλεκτρολύτες θεωρούνται ασφαλέστεροι από τους ηλεκτρολύτες ΕΚ. Οι ουσίες όπως η γλυκόλη πολυαιθυλενίου (ΓΟΜΦΟΣ, γλυκόλη πολυαιθυλενίου) έχουν προταθεί ως ανθεκτικοί στους κραδασμούς λίθιο-ιονικοί ηλεκτρολύτες. Εντούτοις, ο γόμφος-βασισμένος στο πολυμερής ηλεκτρολύτης κρυσταλλώνει στη θερμοκρασία δωματίου, με συνέπεια μια δραματική πτώση στην λι-ιονική αγωγιμότητα σε 10-6 S/cm στη θερμοκρασία δωματίου.

Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, μια ερευνητική ομάδα από το βορειοανατολικό πανεπιστήμιο ανέπτυξε έναν νέο ηλεκτρολύτη πολυμερών στερεάς κατάστασης που συνδυάζει μια πορώδη πολυμερή μεμβράνη με διάφορους πόρους μικρόμετρου με έναν photocrosslinkable γόμφος-βασισμένο στον πολυμερή ηλεκτρολύτη.

Αυτός ο στερεός πολυμερής ηλεκτρολύτης επιτυγχάνει ένα ευρύ πιθανό παράθυρο (4.7V), και την υψηλή ιονική αγωγιμότητα λίθιου 104S/cm, συγκρίσιμη με τους υγρούς ηλεκτρολύτες και μπορεί να ικανοποιήσει τις πρακτικές ανάγκες. Ο λίθιο-ιονικός αριθμός μετανάστευσης είναι επίσης υψηλός (0,39).

Λόγω της αρχής της φυσικής διάχυσης, η κατεύθυνση της λίθιο-ιονικής μεταφοράς στον ηλεκτρολύτη δεν καθορίζεται. Η απόσταση της μετακίνησής της είναι διάφορο μm σε 10 μm, και όχι πάντα κινείται γραμμικά μεταξύ των ηλεκτροδίων, το οποίο είναι επίσης ένας από τους λόγους για την αποσύνθεση της ιοντικής αγωγιμότητας. Αλλά η νέα μελέτη δείχνει ότι όταν συνδυάζονται οι photocrosslinkable γόμφος-βασισμένοι στον στερεοί πολυμερείς ηλεκτρολύτες με τις πορώδεις μεμβράνες μικρό-κλίμακας, η απόδοση μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ηλεκτρολύτης πολυμερών στερεάς κατάστασης όχι μόνο εκτελεί καλά αλλά και αποτρέπει αποτελεσματικά το σχηματισμό των δενδριτών λίθιου που προκαλούν τα βραχυκυκλώματα.