Гладкая поверхность твёрдого электролита улучшит надежность батарей

Твёрдые электролиты обещают решить многие проблемы современных литий-ионных батарей, включая опасность возгорания и рост дендритов. Однако на практике их применение сталкивается с непредвиденными затруднениями. Поведение твёрдых электролитов бывает трудно предсказать, к тому же они оказались более склонными, чем ожидалось, к развитию дендритов и последующим коротким замыканиям.

В журнале Advanced Energy Materials исследователи Массачусетского технологического института (MIT) знакомят читателей со своей работой, в результате которой они пришли к выводу, что проблемы твёрдых электролитов коренятся в неверной интерпретации отказов таких батарей.

До сих пор способность материала твёрдого электролита сопротивляться сдвиговой деформации (модуль сдвига) считалась главным качеством, препятствующим росту дендритов. Но новое исследование показало, что главной причиной зарождения дендритов являются микроскопические неровности на поверхности электролита, на которых происходит осаждение металла.

Таким образом, по мнению авторов статьи, простое сглаживание поверхности может исключить или значительно уменьшить вероятность формирования дендритов.

Помимо устранения опасности возгорания такое решение откроет возможность использовать в качестве материала электрода металлический литий. Это позволяет удвоить энергоемкость батарей не увеличивая их массу, что критично для электромобилей, дронов и портативной электроники. Сегодня литиевые электроды используются в одноразовых элементах питания, так как дендриты растут только в процессе зарядки батареи.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365