Toray Industries'in gözeneksiz ayırıcıları, lityum-iyon bataryaların kapasitesini artırabilir ve giyilebilir elektronik cihazlar ile elektrikli araçlardaki bataryaların güvenliğini artırabilir, Electronics Weekly bildirdi.

Lityum batarya pazarı genişlemeye devam ettikçe, kapasite ve enerji yoğunluğunu artırma ihtiyacı doğuyor. Yüksek teorik kapasiteye ve düşük redoks potansiyeline sahip lityum metal anot bataryalar artık dikkat çekiyor. EW şunları belirtti: “Bu anot henüz pratik kullanım görmedi, çünkü şarj sırasında lityum metal yüzeylerinde lityum dendritleri oluşuyor, ayırıcıları delerek güvenliği bozan kısa devrelere neden oluyor. Lityum dendritleri mikro gözenekli filmin gözenekleri boyunca oluşur. Ayırıcı gözeneklerini ortadan kaldırmak bu büyümeyi durdurabilir, ancak dezavantajı lityum iyon geçirgenliğinin büyük ölçüde azalmasıdır. İyon iletkenliğini korurken dendritleri bastırmak esastır.”

Lityum metal anota sahip bataryaların daha yüksek kapasiteye ve daha sıkı güvenlik gereksinimlerine sahip olması nedeniyle, ayırıcıların daha yüksek ısı direncine ve termal kararlılığa ihtiyacı vardır. Toray, moleküler zincirler arasındaki boşlukları ve lityum iyonlarına olan yakınlığı kontrol etmek için yıllardır kullandığı yüksek ısı direncine sahip aramid polimer moleküler tasarım teknolojisini kullanarak bu zorluğun üstesinden geldi.

Toray, olağanüstü ısı direncine sahip yüksek iyon iletkenliğine sahip bir polimer kullanarak, lityum metal anotlu bataryalarda dendrit oluşumunu bastırabileceğini ve “bu polimerin, mikro gözenekli bir ayırıcı üzerinde gözeneksiz bir katman oluşturan gözeneksiz bir ayırıcı olarak” iyon iletkenliğini koruyabildiğini keşfetti.

Ayırıcı, dendritlerden kaynaklanan kısa devreleri bastırır ve 100 şarj/deşarj döngüsünden sonra kapasitesinin %80'inden fazlasını korur. Yarının lityum-iyon bataryaları için ultra yüksek kapasite ve güvenlik konusunda araştırmalar hâlâ gerekli, ancak batarya talebi bu ilerlemeyi hızlandırıyor.