محققان موسسه تحقیقاتی نینگبو (Ningbo) چین الکترولیت هیبریدی را ساختند که میتواند محدوده ولتاژ باتریهای لیتیم-یون را تا حد ۵ ولت افزایش دهد. این الکترولیت از یک الکترولیت مایع و نانوذارت سیلان (ST) و Al2O3 استفاده کرده و از هر دو مزایای الکترولیت جامد و مایع برخوردار است.
به گزارش «انرژی امروز» از «صنعت و بازار» در مقالهای که در مجله Power Source به چاپ رسید، گزارش شده که پایداری چرخهای و سرعتپذیری باتری LiNi0.۵Mn1.۵O4/Li توسط این الکترولیت هیبریدی بهبود یافته است. تستهای ایمنی نشان دادند که باتری LiNi0.۶Mn0.۲Co0.۲O2/گرافیت همراه با الکترولیت هیبریدی ایمنی بسیار بیشتری از باتریهای رایج حاوی الکترولیت مایع دارد.
Al2O3 به عنوان یک پرکننده رایج در الکترولیتهای پلیمری استفاده میشود که پایداری الکتروشیمیایی و هدایت یونی نسبتاً بالایی دارد. از طرفی، به منظور غلبه بر مشکل تجمع ذرات و جدایی فازها، نانوذرات Al2O3-ST با ساختار شبه آلی کاربرد دارند.
برای ساخت این الکترولیت هیبریدی نسبتهای ۵% و ۱۰% وزنی از Al2O3-ST با الکترولیت تجاری LiPF6 1 مولار در حلالهای EC:DMC (3:7) مخلوط شده و با عناوین SSE-5 و SSE-10 نامگذاری گردیدند.
تستهای الکتروشیمیایی نشان دادند که با استفاده از نانوذرات، کاهشی در بازده باتری ایجاد نمیشود و از طرفی ظرفیت دشارژ در جریانهای بالا (۲C و ۵C) بدست آمده و طول عمر بیشتری نیز حاصل میگردد.
بهبود کارایی باتری از طریق این الکترولیتهای هیبریدی ناشی از ۳ ویژگی اساسی است: اول، پایداری آندی الکترولیت هیبریدی محفوظ مانده و بنابراین از اکسیداسیون بیش از حد الکترولیت جلوگیری شده است. دوم، تعداد یون لیتیم بیشتری به دلیل برهمکنش آنیونها و نانوذرات Al2O3-ST حاصل میگردد که انتقال یون لیتیم را تسریع میکند. سوم، حضور سیلان و آلومینا باعث کاهش اشتعالپذیری و وقوع اتصال کوتاه در باتری شده و در نتیجه ایمنی باتری را بهبود میدهد.
