Гибридная мембрана решит проблему дендритов литиевых батарей
Уже четыре десятка лет как мы знаем, что литий-железные батареи по возможностям хранения энергии намного превосходят литий-ионные, везде применяемые в мобильной электронике. Мешают распространению литий-железной разработке дендриты — узкие нитевидные кристаллы, каковые образуются на поверхности анода и смогут со временем достигать хорошего электрода, приводя к короткому замыканию.
Сейчас с такими дендритами борются, устанавливая на их пути между электродами механический барьер, в большинстве случаев это керамический сепаратор. Но нехорошая проводимость для того чтобы барьера заставляет эксплуатировать батареи при больших температурах — от 300 до 400 °C. Помимо этого, из-за свойственной керамике хрупкости данный барьер легко разрушается.
Ответ данной неприятности было предложено четырьмя учёными из Корнельского университета в статье для издания Nature Communications. В сконструированной ими мембране гидрофобный пористый полимер снабжает прохождение ионов лития в фазе жидкого электролита, а маленький гидрофильный олигомер, прикреплённый к поверхности наночастиц, дает механическую прочность.
Перекрестные связи между наночастицами в полимере мешают их слипанию, ухудшающему эластичность и гибкость нанокомпозитов. Размеры пор, достаточные для прохождения катионов, тем не меньше, малы, дабы останавливать рост дендритов при комнатной температуре.
Такие мембраны особенно привлекательны, потому, что их использование не требует изменять конструкцию источников питания, Помимо этого, их структура может действенно ликвидировать проблему дендритов и в батареях, применяющих другие металлы — более распространённые и менее дорогие, чем литий.
