Satu pasukan penyelidik, diketuai oleh Prof. Ma Cheng dari Universiti Sains dan Teknologi China (USTC), telah membangunkan jenis elektrolit keadaan pepejal baharu yang menjanjikan, menandakan kemajuan besar dalam bidang teknologi bateri litium.
Bateri litium semua keadaan pepejal (ASSLBs) disebut-sebut sebagai masa depan kenderaan elektrik, dengan potensi untuk merevolusikan industri automotif. Bateri ini mempunyai beberapa kelebihan berbanding bateri lithium-ion komersial semasa. Perkara utama di antaranya ialah keselamatan bateri ini dipertingkatkan dengan ketara, yang menangani isu penting kebimbangan keselamatan yang ditimbulkan oleh bateri litium-ion yang masih ada. Selain itu, ASSLB mempunyai potensi yang lebih tinggi untuk meningkatkan ketumpatan tenaga.
Pembinaan ASSLB berfungsi sebahagian besarnya bergantung kepada penggunaan elektrolit keadaan pepejal yang sesuai. Ini menimbulkan cabaran kerana elektrolit keadaan pepejal berprestasi tinggi yang wujud pada umumnya adalah terlalu mahal untuk kegunaan komersial.
Menangani isu ini, pasukan penyelidik berjaya membangunkan jenis elektrolit keadaan pepejal baharu yang dikenali sebagai litium zirkonium oksiklorida (LZCO). Salah satu kelebihan besar elektrolit baharu ini ialah kosnya yang rendah, yang berpunca daripada fakta bahawa ia boleh disintesis daripada sebatian yang murah dan tersedia secara meluas seperti litium hidroksida monohidrat, litium klorida dan zirkonium klorida. Akibatnya, kos pengeluaran LZCO boleh serendah $11.60 sekilogram, sebahagian kecil daripada elektrolit keadaan pepejal sulfida dan klorida berprestasi tinggi yang mahal, yang biasanya berharga melebihi $190 sekilogram.
Litium zirkonium oksiklorida juga menawarkan tahap prestasi yang kompetitif. Sebagai contoh, elektrolit mempamerkan kekonduksian ionik suhu bilik sehingga 2.42 mS cm-1, salah satu kekonduksian tertinggi yang dilaporkan antara semua jenis elektrolit keadaan pepejal setakat ini. Selain itu, LZCO menunjukkan kebolehmampatan yang mengagumkan, mencapai ketumpatan hampir 94.2% di bawah 300 MPa, mengatasi keupayaan mampatan elektrolit keadaan pepejal sulfida dan klorida, yang biasanya jatuh di bawah 90% pada tahap tekanan yang sama.
Ujian mendedahkan bahawa secara keseluruhan, prestasi LZCO adalah setanding dengan beberapa elektrolit keadaan pepejal sulfida dan klorida tercanggih yang ada. Terutamanya, ASSLB dipertingkatkan katod berlapis kaya nikel yang dicipta dengan LZCO mempamerkan kestabilan yang luar biasa dan mampu menyelesaikan lebih 2,000 kitaran pada suhu bilik apabila diuji dalam keadaan pengecasan pantas 12 minit.
Penciptaan bahan baharu ini merupakan satu kemajuan yang ketara dalam pembangunan elektrolit keadaan pepejal yang kos efektif dan cekap. Kejayaan ini membawa prospek mengkomersialkan bateri litium semua keadaan pepejal dengan lebih dekat, menjanjikan transformasi dinamik industri kenderaan elektrik dalam masa terdekat.