Neues Polymer beschleunigt Ionen und senkt Grenzflächenwiderstand in Festkörper-Lithiumbatterien

Wie Xinhua berichtet, melden Forschende am Institute of Metals der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen spürbaren Fortschritt bei Festkörper-Lithiumbatterien. Sie präsentieren einen Ansatz, der zwei chronische Bremsklötze adressiert: hohen Grenzflächenwiderstand und geringe Effizienz des Ionentransports. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in Advanced Materials.

Festkörperbatterien gelten wegen ihrer hohen Energiedichte und Sicherheit als nächster großer Schritt. Doch die Nahtstelle zwischen Elektrode und Elektrolyt kostet seit Langem Leistung. Das Team setzte auf ein neues Polymer, dessen Moleküle sowohl ionenleitende Ethoxy-Gruppen als auch elektrochemisch aktive, kurze Schwefelketten vereinen. Dieser Aufbau ermöglicht eine Integration an der Grenzfläche auf Molekülebene, beschleunigt die Ionenbewegung und erlaubt das Umschalten zwischen Transport- und Speichermodus.

Eine flexible Batterie auf Basis des Materials überstand 20.000 Biegezyklen bei stabiler Performance; in einer Verbundkathode erhöhte das Material die Energiedichte um 86 %. Die Forschenden sehen darin neue Wege zu sicheren, effizienten Festkörperbatterien mit Potenzial für tragbare Elektronik und Elektrofahrzeuge. Halten die Zugewinne auch in breiteren Tests stand, rückt ein praktischer Einsatz näher – genau dort, wo das Feld seine hartnäckigsten Engpässe verspürt.