Учёные из Стэнфордского университета предложили технологическое решение для устранения главного недостатка перспективных твердотельных батарей — хрупкости керамического электролита.
Исследователи разработали метод нанесения ультратонкого покрытия из ионов серебра, который предотвращает образование и рост микротрещин, повышая надёжность и срок службы аккумуляторов нового поколения.
Твердотельные электролиты позволяют создавать литий-металлические батареи с большей ёмкостью и скоростью зарядки, чем современные литий-ионные аналоги. Однако их хрупкость, сравнимая с бытовой керамикой, долгое время тормозила коммерциализацию технологии.
Новый подход заключается не в простом покрытии поверхности металлическим серебром, а в использовании его ионной формы (Ag+). На электролит наносится слой серебра толщиной всего около 3 нанометров, после чего образец подвергается термообработке при температуре 300 °C. В результате атомы серебра мигрируют внутрь керамической структуры на глубину 20–50 нанометров, замещая более мелкие ионы лития и создавая внутренний защитный барьер, пишет ScienceDaily.
Такое внедрение ионов серебра в кристаллическую решётку электролита повышает его устойчивость к механическим нагрузкам и циклам зарядки-разрядки, предотвращая появление новых трещин и замедляя распространение существующих дефектов. Это простое и экономичное усовершенствование открывает путь к созданию стабильных и безопасных твердотельных батарей с высокой производительностью.
