Ny selvhelbredende polymerelektrolyt til grænsefladestabilitet i solid-state lithiumbatterier

Solid statelithium batterier(SSLB'er) har tiltrukket sig opmærksomhed på grund af deres høje energitæthed og sikkerhed. Imidlertid forårsager den volumetriske udvidelse/sammentrækning af elektroder og vedvarende grænsefladesidereaktioner mekanisk belastningsskade og svigt af grænsefladeiontransport, hvilket påvirker langtidsstabiliteten.

For at løse dette rapporterede en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Advanced Materials en grænseflade-selvhelbredende polymerelektrolyt (SHPE) baseret på gradient kovalent-ikke-kovalente dynamiske bindinger. Gennem molekylær konstruktion kombinerer dette materiale højstyrke boronesterbindinger med ultrahurtige dynamiske responsive hydrogenbindinger, hvilket muliggør effektiv stuetemperatur-selvreparation af grænsefladedefekter i SSLB'er.

Denne selvhelbredende elektrolyt viste god ionisk ledningsevne ved stuetemperatur. Lithium cobalt oxide (LCO)|SHPE|Li poseceller, der brugte denne elektrolyt, cyklede stabilt under højspænding (4,6 V) og høj katodebelastning og bestod sømgennemtrængningssikkerhedstest uden termisk løb. Denne strategi giver en ny teknisk vej til udvikling af højenergitæthed og sikre solid-state batterier.