Якщо замінити рідкий електроліт в сучасних батареях на твердий, батареї можуть стати більш безпечними та ємними. Настільки, що в експериментальних версіях ці елементи живлення вже показують здатність акумулювання в два рази більшого обсягу енергії, ніж в літій-іонних варіантах. Дослідникам з MIT вдалося знайти рішення ключової проблеми таких батарей - прискореного появи дендритів. Виявилося, що вони не утворюються, якщо в якості електрода використовувати в такій батареї напівтвердий матеріал - одночасно і твердий, і текучий.
Проблема твердотільних батарей, які в силу підвищеної ємності повинні заряджатися більш високими струмами, - в утворенні дендритів, що ростуть на поверхні електродів. Їх крихітні голки можуть викликати коротке замикання або навіть загоряння акумулятора.
Автори нового дослідження, інженери з кількох американський вузів, запропонували оригінальне рішення. Вони розробили напівтвердотільний металевий електрод зі сплаву натрію та калію, який вони поєднали з матеріалом, який стоматологи використовують для заповнення дірок в зубах - міцним, але текучим і придатним до формування.
Він має достатній запас пружності, щоб при контакті з твердим електролітом не утворилися крихітні тріщини, які зазвичай з'являються у занадто твердих, але тендітних електродів. Ці тріщини й призводять потім до формування дендритів.
Під час циклів заряду та розряду робочі температури дозволяють батареї зберігати потрібне полутвердий стан, щоб забезпечити високі струми - приблизно в 20 разів більше, ніж у твердого літію - без утворення дендритів.
Дослідники запропонували ще одну конструкцію, з тонкою плівкою рідкого натрію-калію, затиснутого між твердим електродом і твердим електролітом. Цей підхід також запобігає утворенню дендритів, відкриваючи цікаві можливості для подальших експериментів.
Японська корпорація Hitachi Zosen представила недавно одну з найбільш ємних твердотільних батарей в індустрії. Новинка забезпечує в сім разів більшу ємність у порівнянні з минулими моделями: 1000 мА * ч. Діапазон робочих температур: від -40 до 100 ºC.
Джерело newatlas.com
