Er zijn ultrahoge capaciteit en brandwerende batterijen ontwikkeld. De nieuwe batterij heeft zowel de prestaties als de veiligheid van de "lithium-zwavelbatterijen, " die een veel grotere capaciteit hebben dan gecommercialiseerde lithium-ionbatterijen, is dus eenvoudig te vervaardigen via het drukproces.

Een onderzoeksteam, onder leiding van professor Sang-Young Lee in de School of Energy and Chemical Engineering van UNIST heeft bipolaire all-solid-state Li-S-batterijen (ASSLSB's) aangetoond die uitzonderlijke veiligheid vertonen, flexibiliteit, en esthetiek, Voor de eerste keer. Sleuteltechnologieën omvatten het "drukproces, " die batterijen produceert alsof letters of afbeeldingen op objecten zijn afgedrukt, en de "dubbellaagse polymeerelektrolyt, " wat de vermindering van de levensduur van de batterij oplost, een chronisch probleem van lithium-zwavelbatterijen.

Lithium-zwavelbatterijen gebruiken lithium als negatief elektrodemateriaal en zwavel als positief elektrodemateriaal. Hoewel de energiedichtheid ongeveer vijf keer hoger is dan die van een lithium-ionbatterij, zwavelverbindingen (polysulfide) die tijdens het laad- en ontlaadproces ontstaan, verslechteren de prestaties van de batterij. De zwavelverbinding gaat naar de kathode, het creëren van een dunne film op het oppervlak van de kathode, het blokkeren van de beweging van lithiumionen die verantwoordelijk zijn voor de stroom van elektriciteit.

"Lithium-zwavelcellen met dubbellaagse vaste elektrolyten hebben een meer dan dubbele levenscyclus in vergelijking met lithium-zwavelcellen met conventionele vloeibare elektrolyten, " zegt Se-Hee Kim, de eerste auteur van de studie. "Het is een vast elektrolyt, maar gebruikt een zacht gebogen gel om de mechanische en chemische stabiliteit van de batterij te vergroten. Ook is het eenvoudig om de bedrijfsspanning te verhogen omdat er meerdere cellen in serie kunnen worden geschakeld."

Er zijn veel voordelen van het "geleidelijk afdrukproces" voor het maken van volledig solide lithium-zwavelbatterijen. Diverse vormen van cellen kunnen direct op de gewenste plaats worden vervaardigd, waardoor vierkante batterijen vrijkomen. In dit onderzoek, een alfabetische lithium-zwavelbatterij werd geproduceerd op de vleugel van een gebogen vlak.

"Dit onderzoek presenteerde een nieuw concept voor het maken van "hoge capaciteit, hoge veiligheid volledig solid-state batterij, " een van de grootste zorgen op het gebied van secundaire batterijen, " zegt professor Lee. "De resulterende bipolaire ASSLSB's toonden uitzonderlijke vooruitgang in vormfactoren, mechanische flexibiliteit, en veiligheid, die niet zijn bereikt in eerder gerapporteerde ASSLSB's."

Hij voegt toe, "We verwachten dat de gedrukte bipolaire ASSLSB-strategie een eenvoudige en schaalbare route kan bieden naar de realisatie van praktische ASSLSB's."