В течение многих лет Священным Граалем исследований в области аккумуляторов были твердотельные батареи, в которых жидкий электролит заменен твердыми материалами. Считается, что твердотельные ячейки дешевле в производстве, имеют более высокую плотность энергии и более длительный срок службы, чем литий-ионные батареи.

Кроме того, твердотельные элементы меньше подвержены загоранию. Переход на такие аккумуляторы позволит оснащать электромобили более простой и менее дорогой системой охлаждения аккумуляторов, что снизит стоимость машин.

Исследования, опубликованные гуру в области исследований литий-ионных аккумуляторов Джеффом Даном и его командой (Университет Далхаузи, Канада) в журнале Nature Energy, лишают твердотельные батареи их будущей славы – команда рассказывает о новых литий-ионных аккумуляторах, превосходящих твердотельные технологии.

В публикации, в частности, говорится: «Элементы с литий-металлическими анодами рассматриваются как наиболее жизнеспособная технология будущего, с более высокой плотностью энергии, чем существующие литий-ионные аккумуляторы. Многие исследователи считают, что для литий-металлических элементов типичный жидкий электролит, используемый в литий-ионных батареях, должен быть заменен твердотельным электролитом для поддержания плоской, не содержащей дендритов морфологии лития, необходимой для долгосрочной стабильной цикличности.

Мы показываем, что не содержащие анода литий-металлические карманные ячейки с жидким электролитом LiDFOB/LiBF4 имеют емкость 80%, оставшуюся после 90 циклов зарядки-разрядки, что является самым длительным сроком службы, продемонстрированным на сегодняшний день для элементов с нулевым избытком лития. Жидкий электролит обеспечивает плавную морфологию лития без дендритов».

Эти дендриты представляют собой небольшие выступы, наподобие сталагмитов в пещерах, которые могут проникать через изолирующий слой внутри отдельных ячеек и вызывать короткие замыкания. Их устранение станет большим шагом вперед, особенно для усовершенствования батарей электромобилей.