Электролит является важным элементом аккумуляторной батареи. Это среда, в которой ионы перемещаются между электродами, создавая электрический заряд. В самых распространенных сегодня литий-ионных батареях электролиты состоят из солей лития, помещенных в органический раствор. Такой жидкий электролит весьма эффективен, но у него есть свои недостатки. Например, в жидкой среде при высоком напряжении на электродах легко образуются металлические наросты — дендриты, которые могут привести к короткому замыканию и возгоранию аккумулятора. Тем более, что в состав раствора входят легковоспламеняющиеся вещества.

Главным конкурентом жидкого электролита является твердый — безопасный, негорючий и не допускающий роста дендритов. Но его главным недостатком является недолговечность. Твердые электролиты чаще всего изготавливаются из керамики, они получаются толстыми, жесткими и хрупкими и в процессе работы аккумулятора быстро выходят из строя.

Американские ученые создали новый тип твердого электролита. Он тонкий и гибкий, но при этом не уступает по проводимости керамическим предшественникам. Основой для него стали полимерные трубки, полученные из древесины, — нанофибриллы целлюлозы.

Такие полимерные трубки как правило очень плотно прилегают друг к другу. Но ученые опытным путем обнаружили, что при добавлении меди пространство между цепями полимера увеличивается, создавая «супермагистрали», по которым беспрепятственно могут перемещаться ионы. Исследователи утверждают, что разработанный ими электролит проводит ионы от 10 до 100 раз лучше, чем прочие полимеры. К тому же, новый материал может быть использован еще и как связующий катод в составе твердотельного аккумулятора.

Подробно об этим проекте можно прочитать в журнале Nature.