Träelektrolyt för nya generationens batterier ger rekordhög ledningsförmåga

Moderna litiumbatterier använder vanligtvis en flytande elektrolyt för att överföra joner mellan två

elektroder, men forskare studerar fastaalternativ har upptäckt några spännande möjligheter. Bland dem finns författarna till den nya studien, som använde cellulosa från trä som grund för en sådan fast elektrolyt. Den är papperstunn och kan böjas och böjas upp som svar på battericykler.

Vad är nackdelen med moderna batterier

En av nackdelarna med elektrolyter som används imoderna litiumbatterier är att de innehåller flyktiga vätskor som utgör brandrisk vid kortslutning. Fasta elektrolyter kan under tiden tillverkas av icke brandfarliga material, vilket gör enheten mindre benägen att bilda dendriter och kan öppna upp helt nya möjligheter för batteriarkitektur.

Många av de hittills utvecklade solidaelektrolyter tillverkades av keramiska material som är mycket effektiva för att leda joner, men som inte bär laster särskilt bra under laddning och urladdning på grund av deras bräcklighet. Forskare vid Brown University och University of Maryland letade efter ett alternativ och använde cellulosananofibrer som finns i trä som utgångspunkt.

Vad forskare erbjuder

Dessa polymerrör gjorda av trä kopplades ihopmed koppar för att skapa en solid jonledare som har keramikliknande ledningsförmåga och är 10 till 100 gånger bättre än andra polymer jonledare. Enligt teamet beror detta på att tillsatsen av koppar skapar utrymme mellan cellulosapolymerkedjorna för att bilda "joniska motorvägar", vilket gör att litiumjoner kan resa med rekordeffektivitet.

Och eftersom materialet är tunt och flexibelt, forskaretror att det bättre kommer att motstå de påfrestningar som uppstår från den cykliska användningen av batteriet. De hävdar också att den har elektrokemisk stabilitet för att tillåta användningen av en litiummetallanod och högspänningskatoder, eller kan fungera som ett bindemedel för supertjocka katoder i högdensitetsbatterier.

Källa: brown.edu, natur, newatlas

Illustrationer: Danilo Alvesd

</ p>