Ein gemeinsames Forschungsteam des Ulsan IST und der Sookmyung Women's University hat eine neuartige Festkörperbatterie-Elektrolyttechnologie entwickelt, die die Leistung von Polymerelektrolyten durch ein physikalisches Streckverfahren signifikant verbessert. Diese Technologie nutzt einen uniaxialen Streckprozess, um fluorierte Polymermolekülketten auszurichten, wodurch durchgehende Ionenkanäle entstehen und die Lithiumionen-Transporteffizienz effektiv gesteigert wird.

Das Forschungsteam stellte einen PVDF-TrFE-CFE-basierten Dünnschichtelektrolyten her, der nach der Streckbehandlung die Lithiumionen-Diffusionsrate um das 4,8-Fache und die Ionenleitfähigkeit um 72 % erhöhte. Diese Festkörperbatterie-Elektrolyttechnologie enthält außerdem LLZTO-Keramikpulver, um die mechanische Flexibilität und die flammhemmenden Eigenschaften des Materials zu verbessern. Experimentelle Daten zeigen, dass die Batterie mit dem gedehnten Elektrolyten nach 200 Zyklen 78 % ihrer Anfangskapazität beibehält – eine deutliche Verbesserung gegenüber der unbehandelten Probe.

„Diese Studie belegt, dass die inhärenten Probleme von Polymerelektrolyten durch einfache physikalische Prozesse wie das Dehnen effektiv gelöst werden können“, so Luo Zhongjian, Erstautor der Studie. Professor Jiang Xizhu vom Ulsan National Institute of Science and Technology ergänzt: „Die in dieser Studie entwickelte Methode lässt sich auf verschiedene Arten von Polymerelektrolyten anwenden und beschleunigt so die Kommerzialisierung sichererer und langlebigerer Festkörperbatterien.“ Tests zur Flammwidrigkeit ergaben, dass die neue Festkörperbatterie-Elektrolyttechnologie innerhalb von vier Sekunden nach Kontakt mit einer offenen Flamme selbstverlöschend ist, was die Batteriesicherheit deutlich erhöht. Angesichts der stetig wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen eröffnet diese innovative Festkörperbatterie-Elektrolyttechnologie einen neuen technologischen Weg für die Entwicklung von Leistungsbatterien der nächsten Generation.

Weitere Informationen: Minju Lee et al., „Uniaxial Orientation Relaxor Ferroelectric Polymer Electrolytes for High-Performance Solid-State Lithium Batteries“, *Energy Storage Materials* (2025).