Эксперимент MIT: электролит в аккумуляторе становится хрупким как леденец при зарядке

Группа инженеров Массачусетского технологического института экспериментально доказала, что металлические дендриты в твердотельных аккумуляторах формируются и распространяются интенсивнее при пониженном механическом напряжении. Трещины в керамическом электролите возникают уже при 25% от расчётного порога прочности материала. Результаты исследования опубликованы в марте 2026 года.

Для получения данных исследователи разработали специализированный аккумуляторный элемент с прозрачной зоной наблюдения и применили микроскопию двойного лучепреломления. Метод позволил впервые в режиме реального времени картировать распределение напряжений вокруг растущих дендритных структур в керамическом электролите.

Измерения показали, что ключевую роль в разрушении электролита играют электрохимические реакции, возникающие при высоких токах зарядки. Эти реакции изменяют внутреннюю структуру керамики, снижая её прочность в несколько раз. По словам первого автора работы Коула Финчера, керамический электролит вне аккумулятора по твёрдости сопоставим с зубной эмалью, однако в процессе зарядки становится хрупким, как леденец.

Полученные данные опровергают существовавшую с 1970-х годов гипотезу о преимущественно механической природе дендритного роста. Ранее разработчики пытались решить проблему путём создания более прочных материалов, однако исследование MIT указывает на необходимость обеспечения химической стабильности электролитов при контакте с металлическим литием. В эксперименте использовался один из наиболее стабильных из существующих твердотельных электролитов, что свидетельствует о применимости выводов к широкому классу аналогичных материалов. Разработанная методика картирования напряжений также может быть использована при проектировании топливных элементов и электролизёров.

Источник: Interesting Engineering