Oftmals übersehen, spielen wiederaufladbare Batterien eine wichtige Rolle im modernen Leben und versorgen kleine Geräte wie Smartphones bis hin zu größeren Geräten wie Elektrofahrzeugen mit Strom. Der Schlüssel zur Entwicklung nachhaltiger wiederaufladbarer Batterien besteht darin, dass sie ihre Ladung länger halten, eine längere Lebensdauer mit mehr Ladezyklen erhalten und sie sicherer machen. Aus diesem Grund sind Festkörperbatterien so vielversprechend.
Das Problem besteht darin herauszufinden, welche Festelektrolyte solche potenziellen Vorteile bieten.
Um diesem Ziel einen Schritt näher zu kommen, hat eine Forschungsgruppe der Osaka Metropolitan University unter der Leitung von Assistenzprofessor Kota Motohashi, außerordentlichem Professor Atsushi Sakuda und Professor Akitoshi Hayashi von der Graduate School of Engineering einen Elektrolyten mit hoher Leitfähigkeit, Formbarkeit und elektrochemischer Stabilität entwickelt.
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Chemie der Materialien.
Eine hohe Leitfähigkeit bei Raumtemperatur erreichte die Gruppe durch Zugabe von Ta2O5 (Tantalpentoxid) zum zuvor entwickelten Festelektrolyten NaTaCl6, einer Kombination aus Tantalchlorid und Natriumchlorid.
Der entdeckte Festelektrolyt Na2,25TaCl4,75O1,25 weist außerdem eine höhere elektrochemische Stabilität als herkömmliche Chloride und überlegene mechanische Eigenschaften auf.
„Es wird erwartet, dass die Ergebnisse dieser Forschung zusätzlich zu den bisher entwickelten Glas- und Kristall-Festelektrolyten einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Verbundfestelektrolyten leisten werden“, schlug Professor Motohashi vor.
„Wir werden uns nun auf die Aufklärung des Ionenleitungsmechanismus von Verbundfestelektrolyten und die Weiterentwicklung von Materialien konzentrieren.“
Weitere Informationen:
Kota Motohashi et al., Fast Sodium-Ion Conducting Amorphous Oxychloride Embedding Nanoparticles, Chemie der Materialien (2024). DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c02104