Solide krystaller, der selv samler sig til at danne kanaler for en elektrisk strøm, kunne gøre sikrere batterier

Forskere har identificeret nye faste materialer, der kan føre til fremstilling af giftfri lithium-ion-batterier, ifølge en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

Batterier er lavet af to modsat ladede elektroder adskilt af en væske, gel-lignende, eller fast "elektrolyt" -medium, gennem hvilket elektrisk ladede atomer, eller ioner, bevæge sig. I mange tilfælde, disse elektrolytter er giftige og brandfarlige, så forskere har ledt efter giftfrie alternativer.

Makoto Moriya fra Shizuoka University i Japan undersøgte molekylære krystaller til dette formål. For at opnå krystallerne tilføjede han en organisk forbindelse til lithiumsalt. Molekylerne samles selv for at danne kanaler, hvorigennem litiumioner bevægede sig, at skabe en elektrisk strøm. Ændring af krystallernes strukturer påvirkede deres ionledende funktioner.

Ionkonduktivitet i disse materialer var ikke så høj som i organiske væsker, uorganisk keramik eller glaselektrolytter. Men det var sammenligneligt med polymerelektrolytter, som er blevet målrettet som potentielle faste elektrolytter.

Også, mængden af ​​brandfarlige organiske stoffer i de molekylære krystallinske elektrolytter var lavere end i polymerelektrolytter og i konventionelle flydende elektrolytter, gør dem til et potentielt sikrere alternativ.

Moriya fandt det let at kontrollere krystalstrukturen af ​​disse faste materialer ved at foretage ændringer i deres molekyler. Denne strukturelle alsidighed kan vise sig at være et kraftfuldt værktøj til dramatisk forbedring af ionledningsevne i disse materialer.

"Disse observationer ... kunne åbne døren for design af nye faste elektrolytter og dermed udviklingen af ​​nye molekylære enheder, "Slutter Moriya.