Ученые из Института химии твердого тела УрО РАН и Центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» при Институте проблем химической физики РАН предложили новый вариант мембраны для литий-ионных и литий-серных аккумуляторов. Исследование свойств этой мембраны показало перспективность ее реального применения. Статьи, посвященные новой работе, опубликованы в журналах Polymers и Electrochemical Acta.
Созданная в 1960-х годах перфторированная ионообменная мембрана Nafion и ее производные после появления современных химических источников тока (литий-ионные аккумуляторы, водородные топливные элементы и так далее) стала одним из главных компонентов подобных устройств. В аккумуляторах мембрана работает сепаратором, пропускающим ионы лития, а использование дипольных апротонных растворителей для набухания мембраны позволяет использовать этот комплекс одновременно и как электролит, и как сепаратор.
В новой работе исследователи предложили использовать для модификации наноструктуры мембраны Li-Nafion, в которой существуют аморфная и кристаллическая фазы бинарным пластификатором, содержащим нелетучий высококипящий этиленкарбонат (EC) и сульфолан (SL).
Использование различных методов исследования показало, что насыщение
мембраны таким пластификатором приводит к переорганизации ее аморфной структуры, при этом кристаллические области остаются практически неизменными, и даже при очень высоком поглощении растворителя мембрана демонстрирует очень хорошие показатели проводимости.
«Мембрана Li-Nafion, пластифицированная EC/SL, может быть перспективна для использования в качестве полимерного электролита при разработке нового поколения литий-ионных аккумуляторов с повышенной безопасностью», – заключают в своей работе авторы.
Источники:
https://www.mdpi.com/2073-4360/13/7/1150
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.137914