Elektrolit drzewny do akumulatorów nowej generacji zapewnia rekordową przewodność

Nowoczesne baterie litowe zazwyczaj wykorzystują ciekły elektrolit do przenoszenia jonów między dwoma akumulatorami

elektrody, ale naukowcy badający ciało stałealternatywy odkryły kilka ekscytujących możliwości. Wśród nich są autorzy nowego badania, którzy jako podstawę jednego z takich stałych elektrolitów wykorzystali celulozę pochodzącą z drewna. Jest cienki jak papier i może się zginać i rozciągać w odpowiedzi na cykle ładowania baterii.

Jaka jest wada nowoczesnych akumulatorów

Jedną z wad elektrolitów stosowanych wNowoczesne baterie litowe polegają na tym, że zawierają lotne ciecze, które w przypadku zwarcia stwarzają ryzyko pożaru. Tymczasem elektrolity stałe mogą być wykonane z materiałów niepalnych, dzięki czemu urządzenie jest mniej podatne na tworzenie się dendrytów i mogą otworzyć zupełnie nowe możliwości w zakresie architektury akumulatorów.

Wiele z dotychczas opracowanych solidnychelektrolity zostały wykonane z materiałów ceramicznych, które są bardzo wydajne w przewodzeniu jonów, ale nie przenoszą zbyt dobrze obciążeń podczas ładowania i rozładowywania ze względu na swoją kruchość. Naukowcy z Brown University i University of Maryland szukali alternatywy i jako punkt wyjścia wykorzystali nanowłókna celulozy znajdujące się w drewnie.

Co oferują naukowcy

Te rurki polimerowe wykonane z drewna zostały połączonez miedzią w celu utworzenia stałego przewodnika jonowego, który ma przewodność podobną do ceramiki i jest 10 do 100 razy lepszy niż inne polimerowe przewodniki jonowe. Zdaniem zespołu dzieje się tak dlatego, że dodatek miedzi tworzy przestrzeń pomiędzy łańcuchami polimeru celulozowego, tworząc „autostrady jonowe”, umożliwiające jonom litu przemieszczanie się z rekordową wydajnością.

A ponieważ materiał jest cienki i elastyczny, naukowcywierzę, że lepiej wytrzyma naprężenia wynikające z cyklicznego użytkowania baterii. Twierdzą również, że ma stabilność elektrochemiczną, umożliwiającą zastosowanie anody litowo-metalowej i katod wysokonapięciowych, lub może działać jako spoiwo dla super grubych katod w akumulatorach o dużej gęstości.

Źródło: brown.edu, natura, newatlas

Ilustracje: Danilo Alvesd

</ p>