A szerves katód megnöveli az akkumulátor töltöttségi szintjét

Vezetőképes polimer kialakítás, amely nagyobb energiasűrűséget, szélesebb hőmérséklet-tűrést és nagyobb biztonságot biztosít a lítium-ion cellákban.

A Tianjin Egyetem és a Dél-kínai Műszaki Egyetem kutatói szerves lítium-ion akkumulátort fejlesztettek ki, amely egy tervezett katódanyag köré épült.A tanulmány egy vezetőképes polimer elektródát ír le, amelyet úgy terveztek, hogy kezelje a szerves akkumulátor teljesítményének régóta fennálló korlátait.

A hagyományos lítium-ion akkumulátorok fémeket, például kobaltot és nikkelt tartalmazó szervetlen katódokra támaszkodnak, ami aggályokat vet fel az erőforrások rendelkezésre állása, a biztonság és a mechanikai merevség miatt.Ezzel szemben a szerves elektródaanyagok bőségesebb forrásokból származnak, és szerkezetileg testreszabhatók, de történelmileg kihívásokkal kellett szembenézniük a nagy energiasűrűség és a gyors lítium-ion transzport elérése terén.

A kutatócsoport katódanyagként egy n típusú vezetőképes polimert fejlesztett ki, amelyet poli-benzofurán-dionnak vagy PBFDO-nak neveznek.A polimer magas elektromos vezetőképességgel, gyors lítium-ion transzporttal és stabil szerkezeti viselkedéssel rendelkezik változatos körülmények között.Ennek az anyagnak a felhasználásával a csapat összeállított egy tasakcellát, amely kilogrammonként 250 wattóra feletti energiasűrűséget ért el.Összehasonlításképpen: a lítium-vas-foszfát akkumulátorok teljesítménye általában 160 és 200 watt óra/kg között van.

Az akkumulátor mínusz 70 Celsius-fok és 80 Celsius-fok közötti hőmérsékleti ablakon keresztül működött.A mechanikai vizsgálatok során a szerves katód megőrizte szerkezetét és kapacitását hajlítás és összenyomás után is.Egy amperóra szintű tasakcella is átment a defektteszten tűz és robbanás nélkül.

"Ez a kutatás áttöri az akkumulátor-technológia hagyományos korlátait az erőforrás-függőség és a környezeti hatások tekintetében" - mondta Xu Yunhua professzor, a kutatás vezetője."Nemcsak megfelel a kereskedelmi akkumulátorok energiasűrűségének, hanem kiváló biztonságot és sokkal szélesebb működési hőmérséklet-tartományt is kínál."

A kutatók kísérleti méretű gyártáson dolgoznak, és olyan alkalmazásokat kutatnak a rugalmas elektronika, a hordható eszközök és a könnyű energiatároló rendszerek területén, ahol a biztonság, az alkalmazkodóképesség és a hőmérséklet-ellenállóság kritikus fontosságú.