Na łamach czasopisma naukowego ASC Energy Letters możemy zapoznać się z interesującą pracą badaczy z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Oak Ridge. Uczeni zmierzyli rozmiar międzyfazy w stałym akumulatorze litowo-metalowym (SSB).
Przypomnijmy, że wspomniany SSB różni się klasycznej baterii litowo-jonowej tym, że elektrolit jest stanu stałego. Dzięki temu akumulator jest bezpieczniejszy i istnieje mniejsze ryzyko jego samozapłonu. Podstawową trudnością w pracy SSB jest tworzenie się dendrytów (krzaczkowatych form korozyjnych), które przyczyniają się do spadku wydajności i skracają żywotność baterii.
Przyszłość nowych akumulatorów litowo-metalowych zaczyna się teraz
Wbrew pozorom naukowcy z Tennessee nie sprawdzali nowych sposobów dla ograniczenia powstawania dendrytów, ale przyjrzeli się niewielkiej warstwie na granicy stałego litu i elektrolitu składającego z tlenoazotku fosforu i litu (LiPON). Za pomocą reflektrometrii neutronowej i metod elektrochemicznych wykazali na próbce o powierzchni 8 cm2, że owa warstwa ma grubość mniejszą niż 7 nanometrów.
Czytaj też: Przełom na drodze do nowych akumulatorów. Zamiennik litu osiągnął niemal 100-proc. sprawności
Autorzy artykułu opisują warstwę dokładnie jako „międzyfazę” (ang. interphase). Zwracają uwagę, że grubość poniżej 7 nanometrów świadczy o tym, że buduje ją jedynie “wieża” składająca się z 70 atomów. Tak ultra cienka warstewka nie była jeszcze dotąd przedmiotem badań naukowców. Otwiera ona nową przestrzeń do eksploracji. Być może poprawienie nanostruktury tej międzyfazy przyniesie optymalizację dla parametrów SBB, przede wszystkim wydajności.
Czytaj też: W Polsce powstanie wielka fabryka akumulatorów do aut elektrycznych. A to dopiero początek inwestycji
Odkrycie z USA przenosi po raz pierwszy w historii skalę badań nad akumulatorami do poziomu atomowego. Jak dodatkowo zaznaczają badacze, jest to początek prac na drugą generacją SBB z innym rodzajem stałych elektrolitów. Wszystko po to, aby uzyskać akumulatory bezpieczne, o dużej pojemności, tanie w produkcji, ale również wydajne i pracujące bez strat przez tysiące cykli.