DGIST sviluppa un elettrolita solido composito flessibile

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Diagramma mimetico dell’elettrolita solido composito sviluppato da DGIST

Il Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Corea del Sud ha recentemente annunciato di aver prodotto un elettrolita solido composito pieghevole esente dal rischio di esplosione e incendio, e questo elettrolita solido può migliorare sostanzialmente le prestazioni e la sicurezza della batteria per i dispositivi indossabili.

Attualmente, gli elettroliti liquidi sono ampiamente utilizzati come componente essenziale della batteria. In una batteria ad elettrolita liquido, viene utilizzata una membrana permeabile (separator) per la separazione anodo-catodo. Nel caso in cui questa membrana sia danneggiata, l’elettrolita liquido scorre e può causare surriscaldamento o esplosione.

Un elettrolita solido è in grado di prevenire incendi ed esplosioni. Inoltre, non ha bisogno di un separator e quindi il produttore può ridurre le dimensioni della batteria. Tuttavia, un elettrolita solido è molto meno conduttivo di un elettrolita liquido, e questa è stata una sfida per i ricercatori.

L’istituto ha prodotto un nuovo elettrolita solido composito, in cui i polimeri sono miscelati con zeolite YNa porosa e sale di litio. In generale, la zeolite non è uniformemente dispersa nei polimeri. Tuttavia, l’istituto ha ottenuto una dispersione uniforme mediante la regolazione della concentrazione di sale di litio e la formazione di dendriti di litio soppressa sull’interfaccia del catodo metallico di litio di una batteria agli ioni di litio. Di conseguenza, la resistenza meccanica e la flessibilità sono state migliorate nell’elettrolita solido.

La zeolite YNa porosa con un’ampia superficie specifica ha reso più efficace il trasferimento degli ioni di litio, con una velocità di trasferimento di 0,84, la migliore al mondo. Inoltre, è stata raggiunta una conduttività ionica di 1,66 × 10-2 Scm-1 a 60 gradi Celsius, insieme a una ritenzione della capacità di 100 cicli di almeno il 95%. In un test del ciclo di deposizione e desorbimento del litio, un’operazione stabile è continuata per oltre 1.500 cicli a una densità di corrente fino a 200 μA/cm2. I dettagli di questa ricerca sono disponibili nel Journal of Materials Chemistry A.

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