Инженеры показали новое поколение безопасных и эффективных литиевых батарей
Литий-ионные аккумуляторы до сих пор были самой популярной технологией хранения энергии. В настоящее время в батареях в основном используются жидкие электролиты и углеродистые аноды. Это влечет свои недостатки, связанные с безопасностью, ограниченным сроком службы и недостаточной удельной мощностью.
В жидких электролитах катионы лития и противоанионы движутся в противоположных направлениях, проводя электричество. Обычно анионы перемещаются по меньшей мере в четыре раза быстрее, чем катионы лития, и, таким образом, перенос катионов лития составляет лишь небольшую долю (20%) от общего ионного тока, в то время как избыточные анионы накапливаются на границе раздела между электродом и электролитом, вызывая внутренние короткие замыкания и снижение емкости аккумулятора.
Новое поколение аккумуляторов
Одноионные полимерные электролиты, проводящие ток, разработанные командой доктора Шина, показали значительное увеличение (по крайней мере, в 4 раза) переноса катионов. Эти анионные сетевые полимеры состоят из анионов бората, соединенных разветвленными линкерами из этиленгликоля с различными стехиометрическими соотношениями, при которых анионы привязаны к полимерному каркасу и обеспечивают высокоселективный перенос катионов.
Поскольку полимерные электролиты с одноионной проводимостью лишены проблем, присущих нынешним твердым электролитам в элементах батарей, таких как плохая циклируемость и высокое перенапряжение, ожидается, что новая технология проектирования ионоселективных электролитов будет способствовать ускорению производства перезаряжаемых литий-металлических батарей.