Nanotråde kan gøre lithium-ion-batterier mere sikre

Fra mobiltelefoner og bærbare computere til elbiler, lithium-ion-batterier er den strømkilde, der brænder for hverdagen. Men i de senere år, de har også gjort opmærksom på, at de brænder. I et forsøg på at udvikle et mere sikkert batteri, videnskabsmænd rapporterer i ACS-tidsskriftet Nano bogstaver at tilføjelsen af ​​nanotråde ikke kun kan forbedre batteriets brandsikre egenskaber, men også dens andre egenskaber.

I lithium-ion-batterier (LIB'er), lithium-ioner bevæger sig frem og tilbage mellem elektroder gennem en elektrolyt. Traditionelle LIB'er har en flydende elektrolyt lavet af salte og organiske opløsningsmidler, men det fordamper let og kan være en brandfare. Så, forskere har rettet deres opmærksomhed mod faststofelektrolytter som potentielle alternativer. Der er blevet foreslået flere muligheder for elektrolytter i fast tilstand, men de fleste er ikke stabile eller kan ikke opfylde store krav. Polymerelektrolytter har vist potentiale, fordi de er stabile, billig og fleksibel; men de har dårlig ledningsevne og mekaniske egenskaber. Så, forskere har tilføjet en række forbindelser for at forbedre elektrolytten. Xinyong Tao og kolleger har tidligere lavet magnesiumborat (Mg ₂ B ₂ O ₅ ) nanotråde, som havde gode mekaniske egenskaber og ledningsevne. De ønskede at se, om disse egenskaber også ville blive givet til batterier, når disse nanotråde blev tilføjet til en solid-state polymer elektrolyt.

Holdet blandede faststof elektrolytten med 5, 10, 15 og 20 vægtprocent af Mg ₂ B ₂ O ₅ nanotråde. De observerede, at nanotrådene øgede elektrolytternes ledningsevne og tillod dem at opretholde mere stress sammenlignet med elektrolytten uden nanotråde. Stigningen i ledningsevne skyldtes en stigning i antallet af ioner, der bevægede sig gennem elektrolytten med en hurtigere hastighed. Gruppen testede også elektrolyttens brændbarhed og fandt ud af, at den næsten ikke brændte. Når den nanotråd-forstærkede elektrolyt blev parret med en katode og anode, som den ville være i et batteri, opsætningen havde en bedre hastighedsydelse og højere cyklisk kapacitet end batterier uden tilføjede nanotråde.