I takt med att laddningsbara batterier blir en allt viktigare del av vår vardag, från smartphones till elbilar, ökar behovet av att utveckla hållbara, säkra och effektiva batterier. Allt fler blickar vänds nu mot solid-state-batterier som nästa stora genombrott inom batteriteknik.
En av de stora utmaningarna med denna teknik har varit att identifiera fasta elektrolyter som erbjuder de fördelar som solid-state-batterier utlovar, såsom ökad säkerhet och längre livslängd.
Nu har en forskargrupp vid Osaka Metropolitan University, under ledning av biträdande professor Kota Motohashi, docent Atsushi Sakuda och professor Akitoshi Hayashi från universitetets tekniska fakultet, tagit ett stort steg framåt genom att utveckla en elektrolyt med hög ledningsförmåga, god formbarhet och stabil elektrokemisk prestanda.
Banbrytande elektrolyt med tantaloxid
Forskargruppen lyckades uppnå hög ledningsförmåga vid rumstemperatur genom att tillsätta Ta2O5 (tantaloxid) till den tidigare utvecklade fasta elektrolyten NaTaCl6, en kombination av tantalklorid och natriumklorid. Den nya elektrolyten, Na2.25TaCl4.75O1.25, har visat sig ha högre elektrokemisk stabilitet än konventionella klorider, samt överlägsna mekaniska egenskaper.
– Resultaten av denna forskning förväntas göra ett betydande bidrag till utvecklingen av kompositbaserade fasta elektrolyter, förutom de glas- och kristallbaserade fasta elektrolyter som hittills har utvecklats, kommenterar professor Motohashi.
Nästa steg i forskningen
Efter denna lovande upptäckt kommer forskargruppen nu att fokusera på att kartlägga den jonledande mekanismen i kompositbaserade fasta elektrolyter samt att vidareutveckla material med ännu bättre prestanda.
Denna upptäckt kan bana väg för nästa generation av laddningsbara batterier, med potential att revolutionera allt från bärbar elektronik till elektriska fordon, tack vare längre batteritid, högre säkerhet och fler laddningscykler.
Källor: Science Daily / Osaka Metropolitan University,