Пазарът на електрически автомобили бележи бурен растеж, като през миналата година продажбите надхвърлиха 1 трилион долара. Естествено, търсенето на батерии също се увеличава, особено на такива, които могат да увеличат пробега. Екип от изследователи от Южна Корея е разработил полимерно свързващо вещество за стабилен и висококапацитетен анод на литиево-йонна батерия, който може да увеличи пробега на електромобил с един порядък.
За създаването на високоефективни литиево-йонни батерии са необходими анодни материали осигуряващи голям капацитет – например силиций. Те биха могли да увеличат пробега, предлаган от съвременните графитни аноди, поне 10 пъти. Уловката се състои в това, че увеличаването на обема на анода при реакцията му с лития намалява производителността и стабилността на батерията. За да решат този проблем, учените са започнали да се обръщат към полимерните свързващи материали, които могат да контролират увеличаването на обема, съобщава EurekAlert.
Въпреки това досега изследванията се ограничаваха само до образуването на напречни и водородни връзки. И двата метода имат своите недостатъци. Новият полимер, разработен от химици от Южна Корея, не само е взел най-доброто от водородните връзки, но и използва силата на Кулон (привличане между отрицателни и положителни заряди). Това взаимодействие има сила от 250 kJ/mol, която е много по-висока от тази на водородните връзки, но е обратима, което означава, че лесно може да се контролира обемното разширение.
Повърхността на анодния материал е предимно отрицателно заредена, докато полимерните слоеве се редуват с отрицателен и положителен заряд, за да се свържат по-добре с анода. Нещо повече, учените използват полиетиленгликол, за да регулират по-добре физичните свойства и да улеснят дифузията на литиевите йони. Резултатът е здрав осигуряващ висок капацитет електрод и нова литиево-йонна батерия, осигуряваща 10 пъти по-голям пробег.