Wielokierunkowe testy

Naukowcy z Wydziału Fizyki prowadzą również badania nad innymi grupami materiałów przewodzącymi jony litu, sodu i elektrony – a zatem potencjalnymi materiałami katodowymi. Nasi badacze rozwijają różne metody ich otrzymywania. Jedna z nich to zol-żel, która umożliwia wytworzenie materiałów o małych ziarnach krystalicznych i dużej powierzchni właściwej. Ułatwia to wbudowywanie się jonów litu w strukturę materiału oraz poprawia przewodność elektryczną. W ten sposób są otrzymywane materiały katodowe zawierające lit, żelazo, mangan, kobalt, krzem i bor.

Inną metodą jest kontrolowane wygrzewanie szkieł. Szkło jest materiałem bezpostaciowym, o nieuporządkowanej strukturze atomowej. Na skutek odpowiedniego wygrzewania dochodzi do lokalnego uporządkowania tej struktury – powstają ziarna krystaliczne o rozmiarach rzędu nanometrów. Obecność tak małych ziaren wpływa pozytywnie na przewodnictwo elektryczne materiałów. Do badanych materiałów zaliczają się szkła zawierające wanad, fosfor, lit i żelazo. Ostatecznie wykorzystywane są metody syntezy w fazie stałej, polegające na spiekaniu odpowiednich proszków w wysokiej temperaturze. Za ich pomocą można otrzymać gęste materiały ceramiczne.

Inną grupą badanych stałych elektrolitów są kompozyty związków fosforu, tytanu i litu (LTP i LATP) z cieczami jonowymi (cieczami składającymi się wyłącznie z jonów). Kompozyty takie łączą pozytywne cechy stałych elektrolitów (stabilność) i cieczy jonowych (wysoka przewodność jonów litu). Dzięki temu są jednymi z najlepiej rokujących materiałów elektrolitycznych w przyszłych bateriach Li-ion. Badane są również elektrolity litowe otrzymywane w formie polimerów. Ich zaletą jest duża elastyczność, co może być kluczowe dla giętkich baterii, umieszczanych np. w odzieży.