Ny självläkande polymerelektrolyt för gränssnittsstabilitet i solid-state litiumbatterier

Solid statelitiumbatterier(SSLB) har uppmärksammats på grund av sin höga energitäthet och säkerhet. Emellertid orsakar den volymetriska expansionen/sammandragningen av elektroder och ihållande sidoreaktioner på gränsytan mekanisk belastningsskada och misslyckande i transport av gränsytjoner, vilket påverkar stabiliteten på lång sikt.

För att ta itu med detta rapporterade en studie publicerad i tidskriften Advanced Materials en gränssnitts självläkande polymerelektrolyt (SHPE) baserad på gradient kovalent-icke-kovalenta dynamiska bindningar. Genom molekylär ingenjörskonst kombinerar detta material höghållfasta boronesterbindningar med ultrasnabba dynamiska vätebindningar, vilket möjliggör effektiv självreparation i rumstemperatur av gränssnittsdefekter i SSLB.

Denna självläkande elektrolyt visade god jonledningsförmåga vid rumstemperatur. Litiumkoboltoxid (LCO)|SHPE|Li-påsceller som använde denna elektrolyt cyklade stabilt under hög spänning (4,6 V) och hög katodbelastning, och klarade spikpenetrationssäkerhetstester utan termisk flykt. Denna strategi ger en ny teknisk väg för utveckling av högenergitäthet och säkra solid state-batterier.