Учеными предлагается сделать целлюлозу, полученную из древесины, основой для одного из твердых электролитов. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Известно, что электролиты, используемые в литиевых батареях, содержат летучие соединения, способствующие образованию дендритов, из-за которых батареи деградируют в процессе эксплуатации. Кроме того, они создают риск возгорания при коротком замыкании. Поэтому специалисты работают над созданием твердых электролитов, решающих эти проблемы.
Одно из предложений ученых связано с анодом, который в современных аккумуляторах состоит из смеси графита и меди. Предлагается разработать твердые электролиты в качестве ключевой замены металлического литиевого анода. Такая замена может помочь увеличить срок службы батареи, ее емкость и диапазон рабочих температур.
Многие из существующих в современном мире твердых электролитов были сделаны из керамических материалов, обладающих высокой эффективностью для проведения ионов. Но они, по оценкам специалистов, не так хорошо держат зарядку из-за своей хрупкости.
Исследователями из университетов Брауна и Мэриленда в новой разработке были использованы нановолокна целлюлозы, содержащиеся в древесине, для создания нового электролита для твердых анодов.
Сообщается, что полимерные древесные трубки были соединены с медью, чтобы сформировать твердый ионный проводник. Оказалось, что его проводимость аналогична керамике и в 10-100 раз лучше, чем у других полимерных ионных проводников.
Ученые отмечают, это происходит потому, что медь создает пространство между полимерными цепочками целлюлозы, образуя “ионные супермагистрали”, которые позволяют заряженным частицам лития перемещаться с рекордной эффективностью.
