В США создали суперионный полимер для более быстрых и безопасных твердотельных батарей

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж при Минэнерго США разработали новый полимерный электролит, который может помочь решить одну из главных проблем твердотельных аккумуляторов — слишком медленное движение ионов внутри материала.

Главная проблема твердотельных батарей в том, что в них ионы должны перемещаться через твердый электролит, но многие такие материалы либо слишком хрупкие, либо плохо проводят заряд. В отличие от них, новый полимерный материал ORNL сочетает гибкость полимеров с очень высокой ионной проводимостью. По словам ученых, в определенной конфигурации ионы могут двигаться в миллиарды раз быстрее, чем окружающая структура материала.

Ключ к эффекту — точная настройка состава полимера на основе литиевой соли и добавление особых молекулярных групп — биполярных ионов. Они создают внутри материала участки повышенной полярности, где образуются небольшие «ионные карманы». При правильной концентрации эти карманы соединяются в каналы, по которым ионы могут быстро и с минимальным сопротивлением проходить через электролит.

Ученые считают, что это открытие может стать важным шагом к более надежным твердотельным батареям. В дальнейшем команда планирует изучить механизм работы полимера на молекулярном уровне с помощью суперкомпьютеров и искусственного интеллекта.