DomAktualnościOrganiczna katoda przesuwa granice baterii

Organiczna katoda przesuwa granice baterii





Konstrukcja z przewodzącego polimeru, która może zapewnić wyższą gęstość energii, szerszą tolerancję temperaturową i większe bezpieczeństwo w ogniwach litowo-jonowych.

Naukowcy z Uniwersytetu w Tianjin i Politechniki Południowochińskiej opracowali organiczną baterię litowo-jonową zbudowaną wokół specjalnego materiału katodowego.W badaniu opisano przewodzącą elektrodę polimerową zaprojektowaną w celu rozwiązania długotrwałych ograniczeń wydajności akumulatorów organicznych.

Konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe wykorzystują nieorganiczne katody zawierające metale, takie jak kobalt i nikiel, co budzi obawy dotyczące dostępności zasobów, bezpieczeństwa i sztywności mechanicznej.Z kolei organiczne materiały elektrodowe pochodzą z bardziej obfitych źródeł i można je strukturalnie dostosować, ale w przeszłości stawiały czoła wyzwaniom związanym z osiągnięciem wysokiej gęstości energii i szybkiego transportu jonów litu.

Zespół badawczy opracował przewodzący polimer typu n, znany jako polibenzofurandion (PBFDO), jako materiał katody.Polimer wykazuje wysoką przewodność elektronową, szybki transport jonów litu i stabilne zachowanie strukturalne w różnych warunkach.Wykorzystując ten materiał, zespół zbudował ogniwo woreczkowe, które osiągnęło gęstość energii powyżej 250 watogodzin na kilogram.Dla porównania, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe mają zazwyczaj pojemność od 160 do 200 watogodzin na kilogram.

Bateria działała w przedziale temperatur od minus 70 stopni Celsjusza do 80 stopni Celsjusza.W testach mechanicznych katoda organiczna zachowała strukturę i pojemność po zginaniu i ściskaniu.Ogniwo woreczkowe o natężeniu amperogodzinnym również przeszło test na przebicie bez pożaru i eksplozji.

„To badanie przełamuje tradycyjne ograniczenia technologii akumulatorów pod względem zależności od zasobów i wpływu na środowisko” – powiedział profesor Xu Yunhua, główny badacz.„Nie tylko odpowiada gęstości energii akumulatorów dostępnych na rynku, ale także zapewnia najwyższe bezpieczeństwo i znacznie szerszy zakres temperatur pracy”.

Naukowcy pracują nad produkcją na skalę pilotażową i badają zastosowania w elastycznej elektronice, urządzeniach do noszenia i lekkich systemach magazynowania energii, gdzie bezpieczeństwo, możliwości adaptacji i odporność na temperaturę mają kluczowe znaczenie.