Серебро решило главную проблему твердотельных аккумуляторов

Использование твердого электролита вместо жидкого может сделать аккумуляторы безопаснее, увеличить их ёмкость и скорость зарядки. Однако хрупкие кристаллические электролиты склонны к образованию микротрещин, что приводит к выходу батареи из строя. Исследователи из Стэнфорда нашли решение, обработав поверхность электролита тончайшим слоем серебра.

Художественное изображение атомарно тонкого покрытия из серебра, защищающего кристаллическую структуру твердого электролита. Предоставлено: Chaoyang Zhao, edited

Как сообщается в журнале Nature Materials, нанесение слоя серебра толщиной всего 3 нанометра с последующим нагревом до 300°C делает поверхность электролита в пять раз более устойчивой к растрескиванию под механическим давлением. Ионы серебра проникают в структуру материала, замещая ионы лития и укрепляя её.

Наше исследование показывает, что нанодопирование серебром может фундаментально изменить то, как трещины зарождаются и распространяются на поверхности электролита, создавая прочные, устойчивые к разрушению материалы для технологий хранения энергии следующего поколения, — сказал ведущий автор исследования Синь Сюй.

Эксперименты проводились на небольших образцах материала LLZO. Теперь команда работает над созданием полноценных аккумуляторных ячеек и проверкой долговечности технологии. Учёные также исследуют возможность использования других металлов, таких как медь, чьи ионы больше ионов лития.

Это открытие может ускорить разработку не только литиевых, но и натриевых батарей, снизив зависимость от лития.