hakkında şirket haberleri Japonya, lityum iyon piller için yeni polimer katı elektrolit geliştirdi

Japonya'daki Tohoku Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, lityum iyon piller için cihazın iletkenliğini korurken yaygın olarak kullanılan elektrolitlerden daha güvenli olan bir polimer katı hal elektroliti geliştirdiler.

iScience dergisinde yayınlanan bir makalede bilim adamları, voltaj direnci ve iyonik iletkenlikleri nedeniyle sıvı etilen karbonat (EC, Etilen Karbonat) ve jelinin lityum iyon elektrolitler olarak seçildiğini açıkladı.Ancak bu malzemeler çok yanıcıdır.

Ve polimer katı elektrolitlerin EC elektrolitlerinden daha güvenli olduğu kabul edilir.Polietilen glikol (PEG, PolyEthylene Glycol) gibi maddeler, şoka dayanıklı lityum iyon elektrolitler olarak önerilmiştir.Bununla birlikte, PEG bazlı polimer elektrolit oda sıcaklığında kristalleşir, bu da Li-iyon iletkenliğinde oda sıcaklığında 10-6 S/cm'ye çarpıcı bir düşüşle sonuçlanır.

Bu sorunu çözmek için, Northeastern Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, gözenekli bir polimer membranı birkaç mikrometre gözenekli bir foto çapraz bağlanabilir PEG bazlı polimer elektrolit ile birleştiren yeni bir polimer katı hal elektroliti geliştirdi.

Bu katı polimer elektrolit, sıvı elektrolitlerle karşılaştırılabilir geniş bir potansiyel penceresi (4.7V) ve 10-4S/cm'lik yüksek lityum iyon iletkenliği sağlar ve pratik ihtiyaçları karşılayabilir.Lityum iyon geçiş sayısı da yüksektir (0,39).

Doğal difüzyon ilkesi nedeniyle elektrolitte lityum iyon taşıma yönü sabit değildir.Hareket mesafesi birkaç μm ila 10 μm arasındadır ve elektrotlar arasında her zaman doğrusal olarak hareket etmez, bu da iyonik iletkenliğin bozulmasının nedenlerinden biridir.Ancak yeni çalışma, foto çapraz bağlanabilir PEG bazlı katı polimer elektrolitlerin mikron ölçekli gözenekli membranlarla birleştirildiğinde performansın önemli ölçüde artırılabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılara göre, polimer katı hal elektrolit sadece iyi performans göstermekle kalmıyor, aynı zamanda kısa devreye neden olan lityum dendritlerin oluşumunu da etkili bir şekilde engelliyor.