أخبار الشركة عن تطور اليابان إلكتروليتًا صلبًا بوليمرًا جديدًا لبطاريات الليثيوم أيون

طور باحثون في جامعة توهوكو في اليابان إلكتروليت بوليمر صلب لبطاريات الليثيوم أيون أكثر أمانًا من الإلكتروليتات الشائعة الاستخدام مع الحفاظ على موصلية الجهاز.

في ورقة بحثية نُشرت في مجلة iScience ، أوضح العلماء أن كربونات الإيثيلين السائلة (EC ، كربونات الإيثيلين) وهلامها قد تم اختيارهما كإلكتروليتات ليثيوم أيون نظرًا لمقاومتها للجهد والتوصيل الأيوني.ومع ذلك ، فإن هذه المواد شديدة الاشتعال.

وتعتبر إلكتروليتات البوليمر الصلبة أكثر أمانًا من إلكتروليتات EC.تم اقتراح مواد مثل البولي إيثيلين جلايكول (PEG ، بولي إيثيلين جلايكول) كإلكتروليتات ليثيوم أيون مقاومة للصدمات.ومع ذلك ، فإن إلكتروليت البوليمر القائم على PEG يتبلور في درجة حرارة الغرفة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في موصلية Li-ion إلى 10-6 S / cm في درجة حرارة الغرفة.

لحل هذه المشكلة ، طور فريق بحثي من جامعة نورث إيسترن إلكتروليتًا جديدًا من البوليمر ذي الحالة الصلبة يجمع بين غشاء بوليمر مسامي مع عدة مسام ميكرومتر مع إلكتروليت بوليمر قائم على PEG قابل للربط الضوئي.

يحقق هذا المحلول الكهربائي الصلب للبوليمر نافذة كبيرة محتملة (4.7 فولت) ، وموصلية عالية لأيون الليثيوم تصل إلى 10-4S / سم ، مقارنة بالإلكتروليتات السائلة ويمكن أن يلبي الاحتياجات العملية.عدد هجرة الليثيوم أيون مرتفع أيضًا (0.39).

نظرًا لمبدأ الانتشار الطبيعي ، فإن اتجاه نقل أيونات الليثيوم في المنحل بالكهرباء غير ثابت.تبلغ مسافة حركته عدة ميكرومتر إلى 10 ميكرومتر ، ولا يتحرك دائمًا خطيًا بين الأقطاب الكهربائية ، وهو أيضًا أحد أسباب اضمحلال الموصلية الأيونية.لكن الدراسة الجديدة تُظهر أنه عندما يتم الجمع بين إلكتروليتات البوليمر الصلبة القائمة على PEG والقابلة للربط الضوئي مع أغشية مسامية على نطاق ميكرون ، يمكن تحسين الأداء بشكل كبير.

وفقًا للباحثين ، لا يؤدي إلكتروليت الحالة الصلبة البوليمر أداءً جيدًا فحسب ، بل يمنع أيضًا بشكل فعال تكوين تشعبات الليثيوم التي تسبب دوائر قصيرة.