Thiết kế polymer mới mở khóa dòng ion nhanh hơn trong pin an toàn hơn

Các nhà nghiên cứu đã giải quyết một hạn chế quan trọng trong chất lỏng ion polymer (PILs), loại điện giải không cháy an toàn cho pin lithium-ion, vốn truyền thống gặp phải vấn đề dẫn ion kém do các khuyết tật cấu trúc. PILs cung cấp một lựa chọn an toàn hơn so với các điện giải lỏng dễ cháy thông thường nhưng thường quá mềm về mặt cơ học để sử dụng thực tế. Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các copolyme khối bằng cách kết hợp PILs với một polymer cứng, dẫn đến các cấu trúc lớp nano tự lắp ráp giúp tăng cường cả độ bền cơ học và khả năng vận chuyển ion. Tuy nhiên, các khuyết điểm trong các cấu trúc nano này—được gọi là "điểm chết"—gây bẫy ion và làm giảm độ dẫn điện. Bằng cách nghiên cứu có hệ thống các khuyết điểm này, các nhà nghiên cứu đã phát triển các hướng dẫn thiết kế nhằm giảm thiểu các khuyết tật cấu trúc, tăng đáng kể độ dẫn ion lên đến gấp mười lần trong khi vẫn giữ được độ ổn định của vật liệu. Những phát hiện của họ làm rõ cách sắp xếp ở quy mô nano của các thành phần ion ảnh hưởng đến khoảng cách, khả năng di chuyển và hiệu suất tổng thể. Hiểu biết cải tiến này cho phép thiết kế các copolyme khối PIL duy trì cấu trúc có trật tự dưới các điều kiện thực tế,