Katod Organik Menolak Had Bateri

Reka bentuk polimer konduktif yang boleh memberikan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, toleransi suhu yang lebih luas dan keselamatan yang lebih baik dalam sel ion litium.

Penyelidik dari Universiti Tianjin dan Universiti Teknologi China Selatan telah membangunkan bateri ion litium organik yang dibina di sekeliling bahan katod kejuruteraan.Kajian ini menerangkan elektrod polimer konduktif yang direka untuk menangani had yang lama dalam prestasi bateri organik.

Bateri litium ion konvensional bergantung pada katod bukan organik yang mengandungi logam seperti kobalt dan nikel, menimbulkan kebimbangan mengenai ketersediaan sumber, keselamatan dan ketegaran mekanikal.Bahan elektrod organik, sebaliknya, diperoleh daripada sumber yang lebih banyak dan boleh disesuaikan secara struktur, tetapi secara sejarahnya telah menghadapi cabaran dalam mencapai ketumpatan tenaga tinggi dan pengangkutan ion litium yang pantas.

Pasukan penyelidik membangunkan polimer konduktif jenis n yang dikenali sebagai poli benzofuran dione, atau PBFDO, sebagai bahan katod.Polimer menunjukkan kekonduksian elektronik yang tinggi, pengangkutan ion litium yang cepat dan tingkah laku struktur yang stabil dalam keadaan yang berbeza-beza.Menggunakan bahan ini, pasukan itu memasang sel kantung yang mencapai ketumpatan tenaga melebihi 250 watt jam sekilogram.Sebagai perbandingan, bateri litium besi fosfat biasanya berkisar antara 160 dan 200 watt jam sekilogram.

Bateri beroperasi merentasi tingkap suhu dari tolak 70 darjah Celsius hingga 80 darjah Celsius.Dalam ujian mekanikal, katod organik mengekalkan struktur dan kapasiti selepas lenturan dan mampatan.Sel kantung aras ampere jam juga lulus ujian tusukan tanpa kebakaran atau letupan.

"Penyelidikan ini menerobos kekangan tradisional teknologi bateri dari segi pergantungan sumber dan kesan alam sekitar," kata Profesor Xu Yunhua, ketua penyelidik."Ia bukan sahaja sepadan dengan ketumpatan tenaga bateri komersial tetapi juga menawarkan keselamatan yang unggul dan julat suhu operasi yang lebih luas."

Penyelidik sedang berusaha ke arah pengeluaran skala perintis dan meneroka aplikasi dalam elektronik fleksibel, peranti boleh pakai dan sistem storan tenaga ringan yang keselamatan, kebolehsuaian dan daya tahan suhu adalah kritikal.