Unternehmensnachrichten über Japan entwickelt neuen Polymerfestelektrolyt für Lithium-Ionen-Batterien

Forscher an Tohoku-Universität in Japan haben einen Polymerfestkörperelektrolyt für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, der sicherer als allgemein verwendete Elektrolyte beim Beibehalten von Gerätleitfähigkeit ist.

In einem Papier, das im Zeitschrift iScience veröffentlicht wurde, erklärten die Wissenschaftler, dass flüssiges Äthylenkarbonat (EC, Äthylen-Karbonat) und sein Gel wurden als Lithiumionenelektrolyte wegen ihres Spannungswiderstands und Ionenleitfähigkeit gewählt. Jedoch sind diese Materialien sehr brennbar.

Und Polymerfestelektrolyte werden als sicherer als EC-Elektrolyte betrachtet. Substanzen wie Polyäthylenglykol (KLAMMER, Polyäthylen-Glykol) sind als Schock-beständige Lithiumionenelektrolyte vorgeschlagen worden. Jedoch kristallisiert der Klammer-ansässige Polymerelektrolyt bei Zimmertemperatur, mit dem Ergebnis eines drastischen Tropfens der Li-Ionenleitfähigkeit zu 10-6 S/cm bei Zimmertemperatur.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte ein Forschungsteam von der nordöstlichen Universität einen Festkörperelektrolyt des neuen Polymers der eine poröse Polymermembran mit einigen Mikrometerporen mit einem photocrosslinkable Klammer-ansässigen Polymerelektrolyt kombiniert.

Dieser feste Polymerelektrolyt erzielt ein breites mögliches Fenster (4.7V) und die hohe Lithiumionenleitfähigkeit von 10-4S/cm, vergleichbar mit flüssigen Elektrolyten und kann praktischen Bedarf erfüllen. Die Lithiumionenmigrationszahl ist- auch hoch (0,39).

Wegen des Prinzips der natürlichen Diffusion, wird die Richtung des Lithiumionentransportes im Elektrolyt nicht geregelt. Der Abstand seiner Bewegung ist einiger μm zu μm 10, und er nicht immer bewegt sich linear zwischen Elektroden, der auch einer der Gründe für den Zerfall der Ionenleitfähigkeit ist. Aber die neue Studie zeigt, dass, wenn photocrosslinkable Klammer-ansässige feste Polymerelektrolyte mit den porösen Membranen der Mikrometerskala kombiniert werden, Leistung erheblich verbessert werden kann.

Nach Ansicht der Forscher das Polymer, das Festkörperelektrolyt nicht nur aber auch gute Leistung bringt, effektiv, die Bildung von Lithiumdendriten dass Ursachenkurzschlüsse verhindert.