炭黑產業網據世界橡膠展消息，電動汽車的發展需要具有成本效益、安全和耐持久的電池，并且在使用過程中不會爆炸或危害環境。美國佐治亞理工學院的研究人員找到了一種有前途的替代傳統鋰離子電池的方法，該電池由一種常見的材料制成：橡膠。
彈性體或合成橡膠因其卓越的機械性能而廣泛用于消費品和可穿戴電子產品和軟機器人等先進技術。研究人員發現，當這種材料配制成 3D 結構時，可以作為高速鋰離子傳輸的工具，具有出色的機械韌性，從而使電池充電時間更長，讓電動汽車走得更遠。這項與韓國科學技術高等研究院合作進行的研究于1月12日發表在《自然》雜志上。
在傳統的鋰離子電池中，離子由液體電解質移動。然而，電池本質上是不穩定的：即使是最輕微的損壞也可能泄漏到電解液中，導致爆炸或火災。安全問題迫使業界關注固態電池，它可以使用無機陶瓷材料或有機聚合物制成。
喬治·伍德拉夫機械工程學院副教授 Seung Woo Lee 說：“大多數行業都專注于制造無機固態電解質。但它們很難制造，且價格昂貴不環保。”研究小組的成員，發現了一種優于其他材料的橡膠基有機聚合物。固體聚合物電解質由于其低制造成本、無毒和柔軟的性質而繼續引起人們的極大興趣。然而，傳統的聚合物電解質不具備足夠的離子電導率和機械穩定性來實現固態電池的可靠運行。
佐治亞理工學院的研究人員使用橡膠電解質解決了鋰離子傳輸速度慢和機械性能差的弱點。關鍵突破是允許材料在堅固的橡膠基質內形成三維 (3D) 互連的塑料晶相。這種獨特的結構帶來了高離子電導率、優異的機械性能和電化學穩定性。
這種橡膠電解質可以在低溫條件下使用簡單的聚合工藝制成，在電極表面產生堅固而光滑的界面。橡膠電解質的這些獨特的特性可防止鋰枝晶生長，并允許更快的離子移動，即使在室溫下也能實現固態電池的可靠運行。
橡膠因其高機械性能而被廣泛使用，能夠制造出更便宜、更可靠和更安全的電池。
機械工程研究員Seung Woo Lee表示，“更高的離子電導率意味著你可以同時移動更多的離子。通過增加這些電池的能量比和能量密度，你可以增加電動汽車的行駛里程。”
研究人員現在正在尋找通過增加循環時間和通過更好的離子電導率減少充電時間來提高電池性能的方法。到目前為止，他們的努力已經使電池的性能/循環時間提高了兩倍。
這項工作可以提高佐治亞州作為電動汽車創新中心的聲譽。全球能源和石化公司 SK Innovation 正在資助電解質材料的研究，作為其與研究所持續合作的一部分，以制造比傳統鋰離子電池更安全、能量密度更高的下一代固態電池。
通過SK Innovation 和佐治亞理工學院的 Seung Woo Lee 教授合作進行的項目，人們對全固態電池的快速應用和商業化寄予厚望。
更多資訊，請關注炭黑產業網!
