Ultrahög kapacitet och brandbeständiga batterier har utvecklats. Det nya batteriet har förbättrat både prestanda och säkerhet för "litium-svavelbatterier, "som har mycket större kapacitet än kommersialiserade litiumjonbatterier, är således lätt att tillverka via tryckprocessen.

Ett forskargrupp, ledd av professor Sang-Young Lee vid School of Energy and Chemical Engineering vid UNIST har visat bipolära hel-solid-state Li-S-batterier (ASSLSB) som uppvisar exceptionell säkerhet, flexibilitet, och estetik, för första gången. Viktiga tekniker inkluderar "utskriftsprocessen, "som producerar batterier som om bokstäver eller bilder skrivs ut på föremål, och "dubbelskiktspolymerelektrolyten, "som löser batteriets livslängd, ett kroniskt problem med litium-svavelbatterier.

Litium-svavelbatterier använder litium som ett negativt elektrodmaterial och svavel som ett positivt elektrodmaterial. Även om energitätheten är ungefär fem gånger högre än för ett litiumjonbatteri, svavelföreningar (polysulfid) som genereras under laddnings- och urladdningsprocessen försämrar batteriets prestanda. Svavelföreningen rör sig till katoden, skapa en tunn film på katodens yta, blockerar rörelsen av litiumjoner som är ansvariga för flödet av elektricitet.

"Litium-svavelceller med dubbla lager fasta elektrolyter har en mer än dubbel livscykel jämfört med litium-svavelceller med konventionella flytande elektrolyter, "säger Se-Hee Kim, studiens första författare. "Det är en fast elektrolyt, men använder en mjukt böjd gel för att öka batteriets mekaniska och kemiska stabilitet. Det är också enkelt att öka driftspänningen eftersom flera celler kan anslutas i serie. "

Det finns många fördelar med den "gradvisa utskriftsprocessen" för tillverkning av heltäckande litium-svavelbatterier. Olika former av celler kan tillverkas direkt på önskad plats, vilket frigör fyrkantiga batterier. I den här studien, ett alfabetiskt litium-svavelbatteri producerades på vingen av ett krökt plan.

"Denna forskning presenterade ett nytt koncept för att göra" hög kapacitet, högsäkerhetsbatteri i helt tillstånd, "en av de största problemen inom det sekundära batterifältet, "säger professor Lee." De resulterande bipolära ASSLSB visade exceptionella framsteg i formfaktorer, mekanisk flexibilitet, och säkerhet, som inte har uppnåtts i tidigare rapporterade ASSLSB. "

Han lägger till, "Vi räknar med att den tryckta bipolära ASSLSB -strategin kan ge en enkel och skalbar väg mot förverkligandet av praktiska ASSLSB."