p Um estudo recente, afiliado ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan da Coréia do Sul (UNIST) demonstrou novo livre de solventes, COF único condutor de íon de lítio. p Uma bateria de estado sólido é considerada uma bateria segura que não explode. É uma forma de reforçar a segurança usando um eletrólito sólido em vez de um eletrólito líquido aderido ao fogo. Como tal, o desempenho de eletrólitos sólidos é importante, e novos materiais de conceito foram desenvolvidos recentemente que irão melhorar muito seu desempenho.

p Esta descoberta foi liderada conjuntamente pelo Professor Sang-Young Lee e pelo Professor Sang Kyu Kwak na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST. Neste estudo, a equipe demonstrou um novo conceito, a saber, "condutor de íons sólidos", que move seletivamente íons de lítio através dos canais de íons, como os trechos de rodovias. Por serem sólidos e capazes de transmitir com eficácia apenas íons de lítio, espera-se que seja usado como um material de origem da bateria de próxima geração, como bateria de alta tensão ou bateria de metal de lítio.

p As baterias de íon de lítio atuais usam eletrólitos líquidos altamente inflamáveis, portanto, são vulneráveis ​​a incêndio ou explosão. Como uma alternativa, um eletrólito sólido está em desenvolvimento, mas a condução iônica é menor do que a do eletrólito líquido. Em particular, muitos dos eletrólitos sólidos relatados até agora têm limitações para melhorar o desempenho da bateria porque os íons migram ao longo de um caminho sinuoso e complicado.

p O professor Lee fez diferentes esforços para resolver este problema, utilizando materiais cristalinos porosos, como estruturas orgânicas covalentes (COFs), como condutores de íons. Dentro deste material, existem passagens regularmente organizadas, que são projetados para funcionar apenas com íons de lítio, melhorando dramaticamente o desempenho de condução de íons.

p "O condutor iônico recém-desenvolvido é uma fase sólida que não usa nenhum líquido, "diz o Dr. Kihun Jeong da Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST, o primeiro autor deste estudo. "Isso também realiza o comportamento de condução de íon de lítio único em estado sólido."

p O comportamento de condução de íon de lítio único refere-se a uma situação ideal, em que apenas íons de lítio são transmitidos através de um eletrólito. Uma vez que os íons de lítio são íons positivos, é comum mover os íons negativos juntos. Essa migração desnecessária do ânion causa uma reação lateral indesejada na superfície do eletrodo, reduzindo assim o desempenho da bateria.

p Neste estudo, Estruturas de esqueleto orgânico foram sintetizadas usando monômeros aniônicos que são emparelhados com íons de lítio. Os ânions são fixados como parte do caminho pelo qual os íons de lítio passam. Como resultado, foi realizado um fluxo ideal que mudou para a passagem da estrutura apenas de íons de lítio. Os pesquisadores identificaram teoricamente o uso da química computacional em que os íons de lítio migram ao longo dos átomos de oxigênio que estão regularmente alinhados nas passagens do condutor de íons.

p "Este estudo apresenta uma nova direção para o projeto de condutores de íons sólidos, estabelecendo a base para o desenvolvimento de 'eletrólitos sólidos de alto desempenho, 'que são essenciais para a comercialização de baterias de próxima geração, incluindo todas as baterias de estado sólido, "diz o professor Lee." Em particular, Os íons de lítio podem ser entregues de forma seletiva e eficaz, eliminando completamente o solvente orgânico que pode causar uma explosão. "

p Ele adiciona, "As propriedades desses condutores iônicos não são apenas adequadas como eletrólito para todas as células de estado sólido, mas também podem ser aplicados a eletrodos de metal de lítio altamente reativos, que pode ser usado para baterias de metal de lítio, que estão atraindo a atenção como baterias de alta energia. "