Используя инновационный молекулярный дизайн, команда разработала новый функциональный материал, который предлагает новый путь к решению ключевых проблем, связанных с высоким межфазным сопротивлением и низкой эффективностью переноса ионов, которые долгое время препятствовали разработке твердотельных-батарей. Результаты исследования были опубликованы в престижном международном журнале.Расширенные материалы.
Твердотельные-литиевые батареи широко признаны в качестве стратегического направления для хранения энергии следующего-поколения благодаря их высокой безопасности и плотности энергии. Однако твердый-твердый контакт между электродом и электролитом в обычных твердотельных-батареях приводит к плохому межфазному контакту, что приводит к высокому сопротивлению переносу ионов и низкой эффективности-, что является основным узким местом для коммерческого применения.
Чтобы преодолеть эту проблему, исследовательская группа применила новый подход, используя гибкость конструкции полимерных молекул. Они изобретательно ввели в основную цепь полимера как ионопроводящие этоксигруппы, так и электрохимически активные короткие цепи серы. Это создало новый многофункциональный материал, который достигаетинтеграция интерфейса на молекулярном-уровне. Этот материал не только обладает высокой ионной проводимостью, но также может разумно переключать свое поведение между транспортом ионов и накоплением электрохимической энергии в зависимости от окна рабочего напряжения.
Встроенный гибкий аккумулятор, изготовленный из этого материала, демонстрирует исключительную механическую прочность, выдерживаяболее 20 000 повторных циклов гибкибез ухудшения производительности. Это делает его очень подходящим для требовательных приложений в гибкой и носимой электронике, такой как сворачиваемые дисплеи и умная одежда. Кроме того, при использовании в качестве полимерного электролита в композитном катоде этот материал успешно увеличил плотность энергии катода до86%, что значительно повышает общую производительность батареи.
Это исследование не только подчеркивает огромный потенциал этого нового материала, но также обеспечивает новую исследовательскую парадигму и прочную техническую основу для разработки высоко-производительных и -безопасных твердотельных батарей следующего-твердотельного-поколения, что знаменует собой важный шаг вперед для Китая в области гибких технологий хранения энергии.
