Твердотельные батареи являются одной из самых обсуждаемых технологий в области энергетики и электроники. Они потенциально могут заменить современные литиевые аккумуляторы с жидкими и полимерными электролитами, которые всё ещё имеют серьёзный недостаток в виде возможного воспламенения. Исследователи по всему миру стремятся разработать новые материалы и решения, которые могут преодолеть существующие проблемы и ограничения аккумуляторов с твердотельным электролитом, связанные со стабильностью интерфейса и стоимостью производства. Исследование, проведенное группой под руководством профессора Ху Юншэна, может приблизить реализацию твердотельной технологии.
В их исследовании был представлен новый электролит на основе вязкоупругого неорганического стекла под названием VIGLAS. Этот материал имеет потенциал стать ключевым компонентом твердотельных батарей, преодолевая ограничения, связанные с механической и химической стабильностью. Он позволяет достичь высокой плотности энергии, что делает его привлекательным для использования в электромобилях, накопителях энергии и мобильных устройствах.
Одним из основных преимуществ VIGLAS является его способность работать при комнатной температуре, что облегчает процесс производства и эксплуатации. Ранее твердотельные батареи на основе органических полимеров демонстрировали механическую стабильность, но они не обладали необходимой химической стабильностью. VIGLAS же обладает обеими этими характеристиками, что открывает новые возможности для повышения плотности энергии и совместимости с высоковольтными катодами.
Кроме того, важно отметить, что производство твердотельных батарей на основе неорганических сульфидов ранее требовало работы при чрезвычайно высоких давлениях. Это создавало серьезные проблемы для коммерциализации данной технологии. Однако благодаря использованию VIGLAS, эти проблемы могут быть преодолены, что делает производство твердотельных батарей более доступным и экономически эффективным.
Исследование группы профессора Ху Юншэна является важным шагом в развитии технологии твердотельных батарей. Они продемонстрировали возможность превращения хрупких расплавленных солей в вязкоупругие стекла при комнатной температуре. Это открывает новые перспективы для создания более эффективных и стабильных твердотельных батарей, которые могут применяться в различных отраслях, от автомобилей до портативных устройств.
Источник:
Тао Дай и др., Неорганические стеклянные электролиты с вязкоупругостью, подобной полимерам (Tao Dai et al, Inorganic glass electrolytes with polymer-like viscoelasticity), Nature Energy (2023). DOI: 10.1038/s41560-023-01356-y
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.
