Твердотельные аккумуляторы стали выдерживать ток на 300% выше после доработки

Специалисты MIT и Технического университета Мюнхена выявили механизм разрушения твердотельных аккумуляторов и предложили решение. Доработанная технология увеличила критическую плотность тока более чем втрое.

Твердый электролит состоит из множества микроскопических кристаллов (зерен). Их границы имеют свойства, отличные от основного материала. Исследователи обнаружили там локальные электрические дисбалансы. Эти дисбалансы создают поля, которые тормозят ионы лития и накапливают электроны.

Часть ионов восстанавливается до металлического лития и оседает на границах кристаллов. Постепенно формируются дендриты — древовидные проводящие структуры. Они пронизывают электролит и замыкают электроды между собой. Батарея перестает работать или становится опасной.

Команда изучила электролит на основе лития, лантана, циркония и кислорода. Корректировка производственного процесса уменьшила отрицательные заряды на границах зерен. Ионы получили возможность свободнее перемещаться. Утечка электронов снизилась, скорость зарядки возросла.

Твердотельные батареи рассматриваются как следующее поколение накопителей для электромобилей и портативной техники. Они обеспечивают высокую энергоемкость и меньший риск воспламенения по сравнению с литий-ионными моделями. Главным препятствием оставались дендриты и короткие замыкания.

Источник: Techno-Science.net