Таким образом, металлический натрий улучшает батареи в их твердом состоянии

Новая конструкция для батарей с твердым электролитом, который сочетает в себе литий и металлический натрий, избегает применения давления в стеке

Улучшить твердые и литийные батареи (там), добавляя в металл немного более «мягкий» компонент: это стратегия, реализованная исследователями из Технологического института Грузии (Соединенные Штаты), создатели нового рецепта электрохимического накопления.

Команда положила в руки одну из основных проблем этого нового поколения батарей, то есть образование пустот на границе раздела литий-электролит во время цикла заряда. Однако, чтобы полностью понять достигнутый прогресс, необходимо сделать несколько шагов назад.

Твердотельные батареи: многообещающая альтернатива

Сплошные и металлические литиевые батареи привлекают внимание как многообещающую альтернативу традиционным литиевым батареям. Используя твердое вещество вместо жидкого электролита, эти единицы могут предложить оптимизированную производительность, включая большую безопасность и более высокую плотность энергии.

Другая сторона медали? Они часто требуют высокого давления, чтобы работать, требование, чтобы в некоторых случаях затрудняло окончательное применение.

Физическая причина этой «потребности» можно найти в сложной морфологической эволюции металлического лития на электролитический график. «Когда батарея используется, металлический литий внутри меняет форму, потенциально теряя контакт с твердым электролитом »объясните исследователей. Пустоты, которые создаются таким образом во время циклов, неизбежно идут, чтобы разрушить их производительность.

Раствор: металл натрий для заполнения пустот лития

Общий метод, чтобы гарантировать, что металлический литий не теряет контакта, — это применять высокое давление на эти устройства. Как? Через конкретные пластины, которые, однако, могут быть больше самой батареи, что делает устройство слишком тяжелым и громоздким.

Исследовательская группа Мэтью Макдауэлла Института технологий Джорджии нашла эффективную альтернативу, которая делает использование пластин бесполезными. Заимствуя концепцию из биологии, называемой морфогенез, команда добавила 20% натрия лития. Поскольку натрий невыразимый, он способен формировать домены в литийной микроструктуре. Эти домены деформируются и улучшают контакт с электролитом

«Добавление металлического натрия является поворотной точкой», Макдауэлл заметил. «Это кажется нелогичным, потому что натрий не активен в системе батареи, но он очень мягкий, что помогает улучшить производительность лития».

Морфогенез поиска интерфейса с деформируемой вторичной фазой в сплоченных литиевых батареях включен Наука