Технология нанесения покрытия, основанная на атомно-слоевом осаждении, которую обычно применяют в полупроводниковой промышленности, может иметь революционный эффект на производство и производительность твердотельных батарей. Ученые из Аргоннской национальной лаборатории США успешно адаптировали этот метод для использования с серосодержащими твердыми электролитами, открывая новые возможности для повышения эффективности аккумуляторов.
Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, представляет первую демонстрацию атомно-слоевого осаждения на порошковой форме серосодержащих твердых электролитов. Электролиты играют важную роль в передаче ионов между электродами батареи, преобразуя химическую энергию в электричество. Аргиродиты, класс твердотельных электролитов, содержащих серу, были основным объектом исследования.
Аргиродиты обладают рядом преимуществ перед другими твердотельными электролитами. Они обладают более высокой ионной проводимостью, что позволяет им более эффективно передавать ионы через батарею. Это может значительно ускорить процесс зарядки электромобилей и сделать его более удобным для потребителей. Кроме того, аргиродиты легче и дешевле перерабатывать в гранулы, которые используются в производстве батарей.
Однако, при производстве возникают сложности, связанные с реакцией аргиродитов с воздухом и электродными материалами, такими как металлический литий. Эти реакции могут привести к образованию химических соединений, которые негативно влияют на качество границы раздела электролита и электрода. Они также могут замедлить транспорт ионов лития, снизить производительность батареи и вызвать образование дендритов - структур, которые делают батареи менее безопасными и долговечными.
Для решения этих проблем исследователи из Аргоннской национальной лаборатории стремятся разработать новый метод точного определения химического состава поверхности аргиродита. Это позволит им более эффективно контролировать процесс производства и улучшить качество батарей. Результаты этого исследования могут иметь значительное влияние на развитие твердотельных батарей и их применение в различных областях, включая электромобили и энергетическое хранение
Источник:
Закари Д. Худ и др., Многофункциональные покрытия на порошках твердых электролитов на основе сульфидов с повышенной технологичностью, стабильностью и характеристиками для твердотельных батарей (Zachary D. Hood et al, Multifunctional Coatings on Sulfide‐Based Solid Electrolyte Powders with Enhanced Processability, Stability, and Performance for Solid‐State Batteries), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202300673
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!