Гума, відома як ізолятор, може здатися не найкращим кандидатом на роль електроліту в акумуляторі, але дослідники з Технологічного інституту Джорджії розробили новий каучуковий матеріал із високою провідністю. Цей еластомірний електроліт може зробити акумулятори для електромобілів безпечнішими з великим запасом ходу.
Літій-іонні акумулятори зробили революцію у багатьох технологіях, від смартфонів до електромобілів. Але завжди існує ризик пожежі або вибуху, коли батарея пошкоджена або перегріта завдяки рідкому електроліту.
Твердотільні електроліти можуть допомогти знизити цей ризик, але вони приносять свої проблеми. Часто зроблені з керамічних матеріалів, вони можуть бути дещо крихкими, а поверхня розділу між ними та електродами може бути неоднорідною, що знижує провідність іонів через батарею.
Дослідники з Технологічного інституту Джорджії кажуть, що їхній новий еластомірний електроліт робить кроки до вирішення обох цих проблем. Гумовий матеріал може відскакувати від ударів до акумулятора та забезпечує плавне з'єднання з електродами. Це зберігає його провідність на високому рівні,
але також запобігає зростанню літієвих дендритів, які часто є першим кроком до виходу з ладу батареї.
Однак гума сама по собі не є провідником. У нього вбудовані провідні пластикові кристали матеріалу, званого сукцинонітрилом, а еластомер утворює тривимірний каркас, що надає електроліту його форму та стабільність.
У ході випробувань металеві літієві батареї, виготовлені з новим електролітом, могли працювати при напрузі 4,5 В при кімнатній температурі, ємністю 93 мА/год і майже без втрати ємності протягом 1000 циклів. Також не було ознак утворення дендритів після 100 циклів.
Звичайно, ще є можливості для покращення, і команда вивчає способи збільшення часу циклу та іонної провідності. Команда каже, що це може зрештою призвести до більш безпечних та довговічних батарей для електромобілів.
"Висока іонна провідність означає, що ви можете одночасно переміщати більше іонів", - говорить Майкл Лі, провідний автор дослідження. "Збільшуючи питому енергію та щільність енергії цих батарей, ви можете збільшити пробіг електромобіля".
Дослідження було опубліковано в журналі Nature.
Джерело newatlas.com
