Полностью твердотельная литий-металлическая батарея не доказала своей эффективности

Твердотельные литий-металлические аккумуляторы уже давно рассматриваются как потенциальный инструмент, способный изменить правила игры в области хранения энергии, особенно в электромобилях. Однако недавние исследования показывают, что характеристики этих аккумуляторов могут не соответствовать первоначальным ожиданиям, что ставит под сомнение их жизнеспособность в качестве альтернативы традиционным литий-ионным батареям. Исследование университета Тохоку (Япония), в котором оценивались твердые электролиты гранатового типа, в частности литий-лантаноциркониевый оксид (LLZO), показало, что ожидаемые преимущества твердотельных литий-металлических аккумуляторов в отношении плотности энергии могут быть завышены.

Согласно полученным результатам, полностью твердотельная литий-металлическая батарея, использующая LLZO, достигнет плотности энергии около 272 Вт*ч/кг. Этот показатель лишь незначительно превосходит показатели существующих литий-ионных аккумуляторов, которые составляют от 250 до 270 Вт*ч/кг. Учитывая высокие производственные затраты и производственные трудности, связанные с работой с LLZO, в исследовании утверждается, что более практичными вариантами могут стать композитные или квазитвердотельные электролиты.

В свете этих результатов исследователи изучают гибридные подходы, сочетающие LLZO с другими материалами. Одной из наиболее перспективных стратегий является разработка композитных электролитов типа LLZO-in-polymer. Этот подход направлен на сохранение высокой ионной проводимости при одновременном повышении гибкости и технологичности.

Еще одной перспективной концепцией являются квазитвердотельные электролиты LLZO, в которых небольшое количество жидкого электролита смешивается с твердыми компонентами для улучшения переноса ионов и структурной целостности. Первые результаты показывают, что эти гибридные конструкции обладают повышенной долговременной стабильностью по сравнению с их полностью керамическими аналогами.

Источник: https://interestingengineering.com/energy/solid-state-lithium-batteries-useless?group=test_b