Використовуючи інноваційний молекулярний дизайн, команда розробила новий функціональний матеріал, який пропонує новий шлях до вирішення ключових проблем високого міжфазного опору та низької ефективності транспортування іонів, які довгий час перешкоджали розробці твердотільних-батарей. Відповідні результати дослідження були опубліковані в престижному міжнародному журналіРозширені матеріали.
Твердоті-літієві батареї широко визнані як стратегічний напрям для зберігання енергії наступного-покоління через їх високу безпеку та щільність енергії. Однак твердий-твердий контакт між електродом і електролітом у звичайних твердотільних-батареях призводить до поганого міжфазного контакту, що призводить до високого опору переносу іонів і низької ефективності-, що є основною перешкодою для комерційного застосування.
Щоб подолати цю проблему, дослідницька група застосувала новий підхід, використовуючи гнучкість конструкції полімерних молекул. Вони винахідливо ввели як іонопровідні етоксигрупи, так і електрохімічно активні короткі сірчані ланцюги на полімерну основу. Це створило новий багатофункціональний матеріал, який досягаєінтеграція інтерфейсу-на молекулярному рівні. Цей матеріал не тільки має високу іонну провідність, але також може інтелектуально перемикати свою поведінку між транспортуванням іонів і накопиченням електрохімічної енергії на основі вікна робочої напруги.
Інтегрована гнучка батарея, виготовлена з цього матеріалу, демонструє виняткову механічну міцність, стійкістьпонад 20 000 повторних циклів згинаннябез зниження продуктивності. Це робить його дуже придатним для вимогливих додатків у гнучкій та переносній електроніці, такій як рухомі дисплеї та розумний одяг. Крім того, при використанні в якості полімерного електроліту в композитному катоді матеріал успішно збільшив щільність енергії катода до86%, значно підвищуючи загальну продуктивність акумулятора.
Це дослідження не лише підкреслює великий потенціал цієї нової матеріальної конструкції, але й забезпечує нову дослідницьку парадигму та надійну технічну основу для розробки високо-продуктивних, високо-безпечних твердотільних-акумуляторів наступного-покоління, що означає важливий крок вперед для Китаю в галузі гнучкої технології зберігання енергії.
