Nowy samonaprawiający się elektrolit polimerowy zapewniający stabilność międzyfazową w półprzewodnikowych akumulatorach litowych

Półprzewodnikowybaterie litowe(SSLB) przyciągają uwagę ze względu na wysoką gęstość energii i bezpieczeństwo. Jednakże objętościowe rozszerzanie/kurczenie się elektrod i utrzymujące się międzyfazowe reakcje uboczne powodują mechaniczne uszkodzenia naprężeniowe i zaburzenia transportu jonów międzyfazowych, wpływając na długoterminową stabilność.

Aby rozwiązać ten problem, w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Advanced Materials opisano międzyfazowy, samonaprawiający się elektrolit polimerowy (SHPE) oparty na gradientowych kowalencyjnych i niekowalencyjnych wiązaniach dynamicznych. Dzięki inżynierii molekularnej materiał ten łączy w sobie wysokowytrzymałe wiązania estrowe kwasu boronowego z ultraszybkimi, dynamicznymi, responsywnymi wiązaniami wodorowymi, umożliwiając skuteczną samonaprawę defektów międzyfazowych w SSLB w temperaturze pokojowej.

Ten samonaprawiający się elektrolit wykazywał dobrą przewodność jonową w temperaturze pokojowej. Tlenek litowo-kobaltowy (LCO)|SHPE|Ogniwa woreczkowe Li wykorzystujące ten elektrolit pracowały stabilnie pod wysokim napięciem (4,6 V) i wysokim obciążeniem katody oraz przeszły testy bezpieczeństwa penetracji gwoździ bez niekontrolowanej ucieczki termicznej. Strategia ta zapewnia nową ścieżkę techniczną w zakresie opracowywania bezpiecznych akumulatorów półprzewodnikowych o dużej gęstości energii.