โพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ชนิดซ่อมแซมตัวเองได้แบบใหม่เพื่อความเสถียรของพื้นผิวในแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตต

โซลิดสเตตแบตเตอรี่ลิเธียม(SSLB) ดึงดูดความสนใจเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานและความปลอดภัยสูง อย่างไรก็ตาม การขยายตัว/การหดตัวเชิงปริมาตรของอิเล็กโทรดและปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสทำให้เกิดความเสียหายจากความเครียดทางกลและความล้มเหลวในการขนส่งไอออนระหว่างผิว ซึ่งส่งผลต่อความเสถียรในระยะยาว

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials ได้รายงานถึงพอลิเมอร์อิเล็กโทรไลต์ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ภายในผิวหน้า (SHPE) โดยอาศัยพันธะไดนามิกแบบเกรเดียนต์โควาเลนต์–ไม่มีโควาเลนต์ ด้วยวิศวกรรมระดับโมเลกุล วัสดุนี้จะรวมพันธะโบรอนเอสเทอร์ที่มีความแข็งแรงสูงเข้ากับพันธะไฮโดรเจนที่ตอบสนองไดนามิกเร็วเป็นพิเศษ ช่วยให้สามารถซ่อมแซมข้อบกพร่องของพื้นผิวใน SSLB ด้วยตนเองที่อุณหภูมิห้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อิเล็กโทรไลต์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้นี้แสดงให้เห็นสภาพการนำไฟฟ้าไอออนิกที่ดีที่อุณหภูมิห้อง ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LCO)|SHPE|เซลล์ถุง Li ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์นี้หมุนเวียนอย่างเสถียรภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูง (4.6 V) และการโหลดแคโทดสูง และผ่านการทดสอบความปลอดภัยในการเจาะตะปูโดยไม่มีการหนีความร้อน กลยุทธ์นี้เป็นแนวทางทางเทคนิคใหม่สำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงและปลอดภัย