Le batterie agli ioni di litio sono in tutto, dai telefoni cellulari alle automobili. Però, recenti incidenti che coinvolgono incendi o esplosioni di questi dispositivi mostrano che c'è bisogno di batterie più sicure. Un'opzione è quella di sostituire l'elettrolita liquido infiammabile con un elettrolita allo stato solido (SSE). Ma alcuni degli SSE più studiati sono essi stessi infiammabili, lasciando irrisolto il problema di sicurezza originario. I ricercatori ora riferiscono in ACS' Nano lettere che hanno sviluppato un SSE che non brucerà.

Le tradizionali batterie agli ioni di litio sono costituite da un catodo e da un anodo, separato da un elettrolita liquido e da un sottile pezzo di plastica porosa. Se la batteria è danneggiata, ad esempio, se è sovraccaricato o se le proiezioni di litio aghiformi crescono e perforano il separatore di plastica, l'elettrolita può prendere fuoco. Gli scienziati hanno sperimentato una varietà di soluzioni, come l'aggiunta di ritardanti di fiamma all'elettrolita, o sostituire il separatore morbido e infiammabile e l'elettrolita con un SSE. Però, le SSE all'avanguardia hanno i loro limiti, comprese fragilità e pesantezza. La fragilità può essere ridotta utilizzando un polimero SSE, ma gli aghi al litio possono ancora violare questi materiali morbidi. Gli SSE compositi polimerici/ceramici aggirano questo problema, ma la maggior parte di questi materiali è ancora infiammabile. Yi Cui e colleghi volevano progettare un'alternativa più sicura.

Il team ha sviluppato un SSE composto da un supporto meccanico poroso (un film di poliimmide), additivo ignifugo (decabromodifenil etano), ed elettrolita polimerico (ossido di polietilene/bis[trifluorometansolfonil]immide di litio). I ricercatori affermano che questo è il primo SSE a base di polimeri ultraleggeri a prova di fuoco. Infatti, una batteria che hanno realizzato da questo SSE ha continuato a funzionare bene anche quando è stata esposta alle fiamme. Inoltre, la nuova SSE può fornire una densità di energia e prestazioni almeno paragonabili alle tradizionali batterie agli ioni di litio.