Арганічны катод рассоўвае межы батарэі

Праводзячая палімерная канструкцыя, якая забяспечвае больш высокую шчыльнасць энергіі, большую тэмпературную цярпімасць і павышаную бяспеку літый-іённых элементаў.

Даследчыкі з Цяньцзіньскага ўніверсітэта і Паўднёва-Кітайскага тэхналагічнага ўніверсітэта распрацавалі арганічную літый-іённую батарэю, пабудаваную на аснове сканструяванага катоднага матэрыялу.Даследаванне апісвае токаправодны палімерны электрод, прызначаны для ліквідацыі даўніх абмежаванняў у прадукцыйнасці арганічных батарэй.

Звычайныя літый-іённыя акумулятары абапіраюцца на неарганічныя катоды, якія змяшчаюць такія металы, як кобальт і нікель, што выклікае заклапочанасць адносна даступнасці рэсурсаў, бяспекі і механічнай цвёрдасці.Арганічныя электродныя матэрыялы, наадварот, атрымліваюцца з больш багатых крыніц і могуць быць структурна адаптаваны, але гістарычна сутыкаліся з праблемамі ў дасягненні высокай шчыльнасці энергіі і хуткага транспарту іёнаў літыя.

Даследчая група распрацавала правадзячы палімер тыпу n, вядомы як полібензафурандыён, або PBFDO, у якасці матэрыялу катода.Палімер дэманструе высокую электронную праводнасць, хуткі транспарт іёнаў літыя і стабільныя структурныя паводзіны ў розных умовах.Выкарыстоўваючы гэты матэрыял, каманда сабрала пакетную ячэйку, якая дасягнула шчыльнасці энергіі больш за 250 ват-гадзін на кілаграм.Для параўнання, літый-жалеза-фасфатныя батарэі звычайна складаюць ад 160 да 200 ват-гадзін на кілаграм.

Батарэя працавала ў дыяпазоне тэмператур ад мінус 70 да 80 градусаў Цэльсія.Падчас механічных выпрабаванняў арганічны катод захаваў структуру і ёмістасць пасля згінання і сціску.Ячэйка мяшка з узроўнем ампер-гадзіны таксама прайшла выпрабаванне на пракол без узгарання і выбуху.

"Гэта даследаванне ламае традыцыйныя абмежаванні тэхналогіі акумулятараў з пункту гледжання залежнасці ад рэсурсаў і ўздзеяння на навакольнае асяроддзе", - сказаў прафесар Сюй Юньхуа, вядучы даследчык.«Гэта не толькі адпавядае шчыльнасці энергіі камерцыйных акумулятараў, але таксама забяспечвае найвышэйшую бяспеку і значна больш шырокі дыяпазон працоўных тэмператур».

Даследчыкі працуюць над пілотна-маштабнай вытворчасцю і вывучаюць прымяненне ў гнуткай электроніцы, носных прыладах і лёгкіх сістэмах захоўвання энергіі, дзе бяспека, адаптыўнасць і тэмпературная ўстойлівасць маюць вырашальнае значэнне.