W poszukiwaniu bezpieczniejszych akumulatorów litowo-jonowych zespół inżynierów z University of Illinois opracował stały elektrolit na bazie polimeru.
Co w nim jednak takiego wyjątkowego? Naprawdę wiele, bo nie tylko sam się „naprawia”, ale też nadaje się do recyklingu bez potrzeby stosowania wysokich temperatur lub silnych kwasów. Idąc dalej, dzięki zastosowaniu specjalnych usieciowanych polimerów, nowy elektrolit sztywnieje pod wpływem ciepła, a nie rozpada się.
Akumulatory litowo-jonowe to jeden z największych sukcesów nowoczesnej technologii elektrycznej bez których nie byłoby samochodów elektrycznych, czy nawet smartfonów. Nie są jednak idealne i pomimo pewnego niebezpieczeństwa, ulegają degradacji w czasie eksploatacji. To z kolei prowadzi do skrócenia żywotności lub zwarcia elektrycznego.
Jednym z powodów tych wybuchowych awarii jest to, że akumulatory litowo-jonowe wykorzystują ciekły elektrolit – może on wejść w reakcję chemiczną z elektrodami, jeśli akumulator zostanie poważnie uszkodzony.
Stałe polimerowe lub ceramiczne elektrolity zostały uznane za substytuty, ale według Briana Jinga – absolwenta inżynierii materiałowej na UI – mają tendencję do topienia się w wysokich temperaturach wytwarzanych w akumulatorze. Mają też tendencję do kruchości, co utrudnia utrzymanie wymaganego do działania kontaktu elektrolit-elektroda.
Jednym ze sposobów obejścia tego problemu jest zastosowanie usieciowanych pasm polimeru do wytworzenia gumowego przewodnika litowego. Ma on dłuższą żywotność niż sztywniejsze elektrolity stałe, ale nie sam się goi i jest trudny do recyklingu.
Zespół opracował tym samym sposób tworzenia połączeń krzyżowych, aby te wywoływały reakcje wymiany i zamieniały między sobą nici polimerowe. Oznacza to, że polimer staje się sztywniejszy po podgrzaniu i sam się naprawia, co powoduje mniejszy wzrost dendrytów na elektrodach. Technologia ta nie jest jednak jeszcze praktyczna.
