Doorbraak in polymeerelektrolyttechnologie verbetert de prestaties van solid-state batterijen

Lithium-ionbatterijenworden veel gebruikt in smartphones, laptops en elektrische voertuigen, maar toch worden ze geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van laadsnelheid, bereik en veiligheidsrisico's. Op polymeren gebaseerde solid-state batterijen worden beschouwd als een veelbelovende richting voor vroege commercialisering vanwege hun lage kosten, goede flexibiliteit en verwerkingsgemak.

Onlangs heeft een onderzoeksteam van de Fuzhou Universiteit vooruitgang geboekt op het gebied van polymeerelektrolyten. Door het fundamentele natuurkundige principe van een ‘ingebouwd elektrisch veld’ toe te passen, introduceerden de onderzoekers zinkionen nabij de zuurstofatomen op polymeerketens. Dit verminderde de bindingskracht op lithiumionen, waardoor een route met lagere weerstand voor ionentransport binnen de elektrolyt werd geconstrueerd.

Dit ontwerp verlaagt de migratie-energiebarrière voor lithiumionen aanzienlijk, waardoor het snellaadvermogen en de levensduur van de batterij aanzienlijk worden verbeterd. Testresultaten toonden aan dat lithium-ijzerfosfaatbatterijen die deze technologie gebruiken, 84% van hun capaciteit behouden na 5.000 laad-ontlaadcycli bij een snelheid van 2C. Dit werk is een pionier in een nieuwe aanpak voor het reguleren van ionentransport door fysieke velden, en biedt technische ondersteuning voor de ontwikkeling van veiligere, beter presterende solid-state batterijen.