Upphovsman:American Chemical Society
Från mobiltelefoner och bärbara datorer till elfordon, litiumjonbatterier är kraftkällan som ger näring åt vardagen. Men under de senaste åren har de har också uppmärksammats för att fatta eld. I ett försök att utveckla ett säkrare batteri, forskare rapporterar i ACS -tidskriften Nano bokstäver att tillägg av nanotrådar inte bara kan förbättra batteriets brandbeständiga kapacitet, men också dess andra egenskaper.
I litiumjonbatterier (LIB), litiumjoner rör sig fram och tillbaka mellan elektroderna genom en elektrolyt. Traditionella LIB har en flytande elektrolyt gjord av salter och organiska lösningsmedel, men det avdunstar lätt och kan utgöra en brandrisk. Så, forskare har riktat sin uppmärksamhet på elektrolyter i fast tillstånd som potentiella alternativ. Flera alternativ har föreslagits för solid-state elektrolyter, men de flesta är inte stabila eller kan inte möta stora krav. Polymerelektrolyter har visat potential eftersom de är stabila, billig och flexibel; men de har dålig konduktivitet och mekaniska egenskaper. Så, forskare har lagt till en rad föreningar för att förbättra elektrolyten. Xinyong Tao och kollegor tillverkade tidigare magnesiumborat (Mg 2 B 2 O 5 ) nanotrådar, som hade goda mekaniska egenskaper och konduktivitet. De ville se om dessa egenskaper också skulle tilldelas batterier när dessa nanotrådar tillsattes till en polymer i elektrolyt i fast tillstånd.
Teamet blandade solid-state-elektrolyten med 5, 10, 15 och 20 viktprocent av Mg 2 B 2 O 5 nanotrådar. De observerade att nanotrådarna ökade elektrolyternas konduktivitet och tillät dem att upprätthålla mer stress jämfört med elektrolyten utan nanotrådar. Ökningen i konduktivitet berodde på en ökning av antalet joner som rör sig snabbare genom elektrolyten. Gruppen testade också elektrolytens brandfarlighet och fann att den knappt brann. När den nanotrådsförstärkta elektrolyten kopplades ihop med en katod och en anod som den skulle vara i ett batteri, Uppsättningen hade bättre prestanda och högre cyklisk kapacitet än batterier utan extra nanotrådar.
