Създаден е революционен електролит за литиево-металните батерии

Конвенционалните течни електролити са склонни към образуване на кристални израстъци или дендрити, които водят до загуба на капацитет и опасност от запалване. Екип от учени от Китай е разработил нов гелообразен полимерен електролит с локализирана, силно концентрирана структура на разтваряне. Той демонстрира изключителна устойчивост на окисление и висока йонна проводимост при стайна температура, както и нискотемпературни характеристики и устойчивост на механично налягане.

На фона на нарастващото търсене на батерии с по-висока енергийна плътност, изследователи от университета Нанкай са разработили високоволтов електролит, съвместим с литиевите аноди и катоди. Уникалната структура на солватизация на електролита подобрява стабилността на границата електролит-електрод, потиска растежа на дендритите и осигурява висока производителност в широк температурен диапазон.

Синтезът на гелоподобния полимерен електролит с локализирана висококонцентрационна структура на разтваряне включва полимеризация на хомогенен основен разтвор, състоящ се от триетиленгликолдиметакрилат като мономер и специално разработен пластификатор, при 60°C във вътрешността на захранващия елемент.

Предназначена за стабилизиране на работата при високо напрежение, структурата на солватиране насърчава образуването на богата на неорганични вещества интерфаза, която блокира дендритите и защитава катода, казва IE.

В резултат на това литиево-металната батерия тип 18650, работеща при 4,7 V, показва енергийна плътност до 250 W*h/kg. Когато критичното напрежение, при което батерията се счита за напълно разредена, беше увеличено до 4,8 V, батерията запази стабилността си на разряд и заряд в продължение на 150 цикъла при 0,5 С, като постигна висок специфичен капацитет от 248 mAh/g.

Освен това в практическите приложения новата технология позволява на твърдотелните литиево-метални батерии 18650 да достигнат енергийна плътност от 250 до 283 W*h/kg при напрежения от 4,6 до 4,7 V. При тестовете с пробиване на гвоздеи клетката не показа изтичане или запалване. Това благоприятно го отличава от батериите с течен електролит, които често се възпламеняват в подобна ситуация. Нещо повече, тя запазва висока производителност дори при температури до -15 градуса по Целзий.