Un equipo de investigación de la División de Energía y Tecnología Ambiental de la DGIST (presidente Kanwoo Lee), dirigido por el investigador principal Kim Jae-Hyun, desarrolló una batería de litio-metal utilizando un “electrolito de polímero sólido de triple capa que proporciona mucho mejor”. protección contra incendios. vida útil prolongada. La investigación es prometedora para una variedad de aplicaciones, incluidos vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.
Las baterías convencionales de electrolitos de polímero sólido funcionan mal debido a limitaciones estructurales que dificultan un contacto óptimo de los electrodos. Tampoco eliminó el problema de las “dendritas”, donde el litio crece formando estructuras similares a árboles durante ciclos repetidos de carga y descarga. Las dendritas son un problema importante, ya que el crecimiento irregular del litio puede alterar los contactos de la batería, provocando potencialmente incendios y explosiones.
Por lo tanto, el equipo de investigación desarrolló una estructura de triple capa para el electrolito para resolver tales problemas. Cada capa realiza una función diferente, lo que mejora significativamente la seguridad y el rendimiento de la batería. Este electrolito contiene “decabromodifeniletano (DBDPE)” para prevenir incendios, “zeolita” para aumentar la resistencia del electrolito y “bis(trifluorometanosulfonil)amida de litio) (LiTFSI) para facilitar el movimiento a alta velocidad. ), contiene altas cantidades de “sales de litio” de iones de litio
El electrolito sólido de triple capa tiene una fuerte capa intermedia que aumenta la resistencia mecánica de la batería, mientras que su suave superficie exterior garantiza un excelente contacto con los electrodos, lo que permite un fácil movimiento de los iones de litio. Permite el movimiento rápido de iones de litio, aumenta la tasa de transferencia de energía e inhibe eficazmente la formación de dendritas.
El experimento demostró que la batería desarrollada por el equipo de investigación retuvo alrededor del 87,9 por ciento de su rendimiento después de 1.000 ciclos de carga y descarga, una mejora notable en la durabilidad en comparación con las baterías convencionales, que normalmente conservan entre el 70 y el 80 por ciento. También es autoextinguible en caso de incendio, lo que reduce significativamente el riesgo de incendio. Se espera que la batería se aplique en una variedad de campos, desde teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles hasta vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.
“Se espera que esta investigación contribuya a la comercialización de baterías de metal de litio que utilizan electrolitos (polímeros sólidos), al tiempo que proporciona estabilidad y rendimiento mejorados a los dispositivos de almacenamiento de energía”, dijo el Dr. Kim.
Este estudio fue apoyado por el Proyecto de Descubrimiento de Materiales Futuros (dirigido por el Prof. Lee Jung-ho de la Universidad de Hanyang) y el Programa de Investigadores de Mitad de Carrera de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (dirigido por el Dr. Kim Jae-hyun). Estos hallazgos se publicaron como artículo de portada en una revista académica internacional, Small, publicada por Wiley.
