Nový polymer pro baterie: Sníží riziko požáru a zlepší přenos iontů

Vědci vyvinuli nový design polymeru, který by mohl výrazně zvýšit bezpečnost a efektivitu lithium-iontových baterií. Zaměřili se na klíčovou slabinu v bezpečnějších bateriových materiálech, která omezuje účinnost přenosu iontů, a našli způsob, jak ji napravit.

Práce se soustředí na polymerní iontové kapaliny (PILs), které představují nehořlavou alternativu k běžným kapalným elektrolytům používaným v lithium-iontových bateriích. Elektrolyty hrají ústřední roli v moderních dobíjecích bateriích, neboť umožňují pohyb lithiových iontů mezi elektrodami. Mnoho běžně používaných elektrolytů je však hořlavých, což představuje bezpečnostní rizika, která vedla k požárům v zařízeních, jako jsou notebooky, elektrokola a elektromobily.

PILs nabízejí bezpečnější řešení, protože se snadno nevznítí. Materiály, které dobře vedou ionty při pokojové teplotě, bývají ale příliš měkké, což ztěžuje jejich praktické použití. Pro řešení této mechanické slabosti vědci zkombinovali PILs s druhým, tužším polymerem, čímž vytvořili blokové kopolymery. Tyto materiály se samy uspořádávají do nanostruktur, které mohou zlepšit jak pevnost, tak transport iontů.

Tým však zjistil, že uspořádání není dokonalé. Vady ve struktuře mohou fungovat jako bariéry, které blokují tok iontů. Vědci se domnívají, že tyto vady se chovají jako slepé uličky, které zachycují ionty a snižují celkovou vodivost. Aby to otestovali, navrhli několik verzí materiálu a studovali, jak strukturální změny ovlivňují výkon. Tento výzkum otevírá cestu k vývoji bezpečnějších a výkonnějších baterií pro širokou škálu aplikací.