Науковці з Університету Нагої в Японії досягли рекордного показника провідності іонів літію для безпечних оксидних твердих електролітів — 16,3 мілісіменса на сантиметр (мСм/см).
Ключем до успіху стало розкриття унікального атомного механізму, за якого іони фтору активізують і прискорюють рух літію всередині матеріалу. Результати дослідження було опубліковано в журналі Американського хімічного товариства.
Читайте також:
Рекордні 9315 циклів. Чиказький стартап створив літій-металевий акумулятор майбутнього Розробка твердих електролітів є одним із головних напрямів у створенні акумуляторів нового покоління. Традиційні рідкі електроліти в літій-іонних батареях є пожежонебезпечними, тоді як високопровідні сульфідні чи хлоридні альтернативи можуть виділяти токсичні гази при контакті з вологою. Оксиди та оксифлуориди вважаються значно стабільнішими й безпечнішими, проте вони суттєво поступалися за швидкістю перенесення іонів.
Досліджуваний матеріал під назвою LLNOF привернув увагу наукової спільноти ще у 2024 році, коли продемонстрував провідність на рівні 7 мСм/см,
однак сам фізичний процес залишався незрозумілим. Щоб детально вивчити його структуру, команда під керівництвом доцента Такеші Ядзіми понад рік вирощувала високоякісні монокристали розміром у кілька міліметрів за методом Бріджмена.
За допомогою дифракційного аналізу дослідники з’ясували, що під час переміщення іона літію на вакантне місце центральний іон фтору дещо зміщується в його бік. Ця незначна зміна модифікує локальну структуру кристалічної ґратки та суттєво знижує енергетичний бар’єр для наступного стрибка літію. Згодом, скоригувавши хімічний склад матеріалу та співвідношення компонентів, науковці змогли підвищити рівень провідності до 16,3 мСм/см.
Отриманий результат спростовує переконання, що висока провідність можлива лише в сульфідних системах. Виявлений ефект відкриває новий шлях до розробки безпечних та ефективних твердотільних акумуляторів для електротранспорту й електроніки.
Читайте також:
