هندسة فراغات الأكسجين في فاصل PE المعدل TiNb2O7 نحو بطارية معدنية ليثيوم خالية من إبر الحركة.

تعد بطارية المعدن الليثيوم ذات الطاقة المحددة العالية والأمان العالي ضرورية لتقنيات تخزين الطاقة في الجيل القادم. ومع ذلك، فإن الاستقرار الحراري الضعيف، والأداء الميكانيكي الأقل، والأداء الكهروكيميائي الضعيف لفاصل البولي إيثيلين (PE) المتاح تجاريًا تعيق تطوير بطاريات الليثيوم ذات الطاقة العالية المحددة. وهنا، يتم تحضير فاصل PE وظيفي عن طريق تغليف كرويّات TiNb2O7 بفراغات أكسجين على سطح PE (يشار إليه بـ TNO-x-PE). تم تحسين المسامية، وزاوية الاتصال، ومعدل امتصاص الإلكتروليت، ومعدل الانكماش الحراري، والخصائص الميكانيكية، والتوصيل فضلاً عن عدد انتقال أيونات الليثيوم للفاصل المعدل TNO-x. إن TNO-x المفضل مفيد لتسهيل هجرة أيونات Li+ السريعة وإعاقة نقل الأنيونات، مما يوجه التوزيع المنتظم لتدفق أيونات الليثيوم. وبالتالي، يمكن أن تدور الخلايا المتماثلة لليثيوم مع فاصل TNO-x-PE بشكل مستقر لأكثر من 1600 ساعة عند 1 مللي أمبير سم-2، وتصل السعة الأولية لخلايا LFP/Li مع فاصل TNO-x-PE إلى 139.8 مللي أمبير ساعة غرام-1، وبعد 500 دورة، لا تزال نسبة احتفاظ السعة 99.5%. قد توفر هذه الدراسة فكرة جديدة لبناء فاصل متعدد الوظائف بمستوى عالٍ من الأمان وأداء كهروكيميائي متفوق وتعزز تطوير بطاريات LMBs.