Dengan menggunakan desain molekul inovatif, tim telah mengembangkan material fungsional baru yang menawarkan jalur baru untuk memecahkan tantangan utama berupa ketahanan antarmuka yang tinggi dan efisiensi pengangkutan ion yang rendah, yang telah lama menghambat pengembangan baterai-state solid. Temuan penelitian terkait telah dipublikasikan di jurnal internasional bergengsiMateri Lanjutan.
Baterai litium-padat dikenal luas sebagai arah strategis untuk penyimpanan energi-generasi berikutnya karena keamanan dan kepadatan energinya yang tinggi. Namun, kontak padat-antara elektroda dan elektrolit dalam baterai solid-konvensional menyebabkan kontak antar muka yang buruk, mengakibatkan resistensi transpor ionik yang tinggi dan efisiensi yang rendah-hambatan besar dalam aplikasi komersial.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti mengadopsi pendekatan baru dengan memanfaatkan fleksibilitas desain molekul polimer. Mereka dengan cerdik memasukkan gugus etoksi penghantar ion-dan rantai belerang pendek yang aktif secara elektrokimia ke tulang punggung polimer. Hal ini menciptakan material multifungsi baru yang mencapaiintegrasi antarmuka tingkat-molekul. Bahan ini tidak hanya memiliki konduktivitas ionik yang tinggi tetapi juga secara cerdas dapat mengubah perilakunya antara transpor ion dan penyimpanan energi elektrokimia berdasarkan jendela tegangan operasi.
Baterai fleksibel terintegrasi yang dibuat dengan bahan ini menunjukkan ketahanan mekanis yang luar biasalebih dari 20.000 siklus pembengkokan berulangtanpa penurunan kinerja. Hal ini membuatnya sangat cocok untuk aplikasi yang menuntut perangkat elektronik yang fleksibel dan dapat dipakai, seperti layar yang dapat digulung dan pakaian pintar. Selanjutnya, ketika digunakan sebagai elektrolit polimer dalam katoda komposit, material tersebut berhasil meningkatkan kepadatan energi katoda menjadi86%, secara signifikan meningkatkan kinerja baterai secara keseluruhan.
Penelitian ini tidak hanya menyoroti potensi besar dari desain material baru ini tetapi juga memberikan paradigma penelitian baru dan landasan teknis yang kuat untuk mengembangkan baterai solid-state-berperforma tinggi,-keamanan-generasi berikutnya-yang tinggi, menandai langkah maju yang penting bagi Tiongkok dalam bidang teknologi penyimpanan energi fleksibel.
