迪肯大學(xué)研究人員的一項突破可能有助于解決開發(fā)環(huán)保、具有成本效益的聚合物基電池的主要障礙。來自迪肯前沿材料研究所 (IFM) 的團(tuán)隊使用計算機(jī)建模和模擬設(shè)計了一種新型固態(tài)聚合物電解質(zhì)，展示了其在各種聚合物基固態(tài)電池中的潛在用途，特別是鈉和鉀電池。

基于聚合物的電池能夠支持全固態(tài)電池中的高能量密度金屬。他們使用聚合物作為離子導(dǎo)體，而不是當(dāng)前鋰離子電池中的易燃有機(jī)液體溶劑。因此，基于聚合物的固態(tài)電池提供了一種更環(huán)保、更安全、容量更高、意味著更多能量的儲能選擇。

首席研究員陳芳芳博士表示，該團(tuán)隊使用了一種具有成本效益的計算機(jī)到實驗室材料設(shè)計策略，應(yīng)用建模和模擬來尋找聚合物電解質(zhì)的最佳成分。

“這項工作一直致力于開發(fā)新的聚合物電解質(zhì)化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可用于比鋰更豐富、更便宜的高能金屬，如鈉和鉀，”陳博士說。

“新材料可以為更可持續(xù)、更環(huán)保的未來電池技術(shù)做出貢獻(xiàn)，并為社會提供更安全、高性能的儲能設(shè)備。”

Alfred Deakin 教授 Maria Forsyth 說，這項工作擴(kuò)展了目前對這些新電解質(zhì)系統(tǒng)的認(rèn)識。

“主要電池公司，如 LG 化學(xué)，制定了開發(fā)下一代聚合物固態(tài)電池的路線圖，”Forsyth 教授說。

“基于鋰的技術(shù)價格昂貴、需求旺盛且越來越稀缺，因此提供替代、廉價和安全的能源存儲選擇的突破具有重大意義。

“我們現(xiàn)在可以提供實現(xiàn)聚合物固態(tài)電池的替代途徑。這是一個重要的里程碑，這一過程將作為該研究領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。”

該研究是 IFM 研究人員在一個月內(nèi)在Nature Materials雜志上發(fā)表的第二個重要發(fā)現(xiàn)。7月初，由王曉恩博士和Forsyth教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)了一種固體聚合物電解質(zhì)材料，可以替代目前鈉電池中使用的易燃液體溶劑。最新的突破表明，計算機(jī)到實驗室的研究如何成為推動先進(jìn)電池新發(fā)現(xiàn)的一種經(jīng)濟(jì)有效的方式，這對于高耗能的應(yīng)用來說是非常需要的。

Forsyth 教授說，背靠背的發(fā)現(xiàn)從“不同的角度”設(shè)計了兩種有效、高效的聚合物電解質(zhì)。

“這反映了 IFM 在聚合物電解質(zhì)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，”她說。