Обычные батареи с жидким электролитом хорошо работают на высокой мощности, но легко загораются и могут протекать. Твердые электролиты безопаснее, однако теряют энергию при быстром заряде. Производители и инженеры вынуждены искать компромиссы.
Ученые вместо долгих опытов использовали компьютерное моделирование. В результате эксперимента установлено, что некие наночастицы Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 идеально распределяются в полимере. Это усиливает прочность и ускоряет движение ионов лития.
Команда разработчиков придумала "пламенный золь-полимерный метод". Реагенты обжигают пламенем, и из-за этого чистые частицы размером менее 100 нм получаются всего за 30 минут вместо 10 часов. Такой подход подходит для крупносерийного и массового производства.
Электролит выдерживает нагрев до 180°C без разрушения. Прототипы батарей сохраняют 85% ёмкости после 500 циклов быстрого заряда. Они работают стабильно даже при сверхвысокой нагрузке 10C (экстремально быстрая отдача энергии). Материал сочетает прочность коммерческих аналогов с высокой скоростью заряда. Это важно для электромобилей, смартфонов и систем хранения энергии. Технология проста в масштабировании.
В работе участвовали ученые из МГУ, МФТИ, Куньминского университета (Китай), Сианьского университета Цзяотун (Китай), XPANCEO (ОАЭ) и Государственного университета "Дубна". Результаты опубликованы в Journal of Energy Storage.