تم تصميم إلكتروليت صلب للغاية وعالي التوصيل، مما يجعل بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة في متناول اليد.
تقوم البطاريات بتخزين الطاقة كيميائيا وتعتمد على حركة الأيونات المشحونة بين الكاثود والأنود، من خلال المنحل بالكهرباء.
بالنسبة لمعظم تاريخ البطارية، كان هذا المنحل بالكهرباء سائلا، على الرغم من أن الأبحاث سعت منذ فترة طويلة إلى إيجاد بديل قوي.
تم تطوير إلكتروليتات البوليمر الصلبة القائمة على أكسيد البولي إيثيلين (PEO) في السبعينيات، ولها العديد من الخصائص الجذابة، بما في ذلك السلامة.
على عكس بطاريات الليثيوم أيون الموجودة اليوم، فإن البطاريات التي تحتوي على إلكتروليتات البوليمر أقل عرضة للاشتعال داخل السيارات الكهربائية أو في عنابر الطائرات في حالة تلفها.
إن الموصلية الأيونية في درجة حرارة الغرفة للإلكتروليتات البوليمرية منخفضة جدًا بحيث لا تكون عملية.
الشوارد الأخرى التي تم إنتاجها مؤخرا ووصفت بأنها “الحالة الصلبة” تحتوي في الواقع على المواد الهلامية.
قام Quanfeng Dong وزملاؤه بتصميم وتصنيع إلكتروليت الحالة الصلبة من بوليمر متشابك يتكون من 1,3-ديوكسولان، وإيثر جليسيديل بنتايريثريتول ، وتم نشر البحث في مجلة PNAS Nexus .
يحتوي هذا المنحل بالكهرباء البوليمري الداخلي (IPE) على بنية شبكية ثلاثية الأبعاد، ذات موصلية أيونية تصل إلى 0.49 مللي سيمنز لكل سم في درجة حرارة الغرفة – أعلى بكثير من PEO يحقق إلكتروليت البوليمر الداخلي أرقام هجرة أيون الليثيوم تصل إلى 0.85.
تحتفظ البطاريات المصنوعة من إلكتروليتات البوليمر الجوهرية بأكثر من 90% من سعتها التخزينية بعد 300 دورة شحن وتفريغ.
قد تكون هذه المادة خيارًا جيدًا للجيل القادم من بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة ذات الكثافة العالية للطاقة، وفقًا للمؤلفين.
