Твердотельные батареи считаются безопасной альтернативой литий-ионным, поскольку не содержат жидкого электролита. Однако на границе твёрдого электролита и электродов возникает высокое сопротивление, мешающее переносу ионов. Традиционное решение — внешнее давление в десятки мегапаскалей приводит к утяжелению конструкции и удорожанию.
Изображение: interestingengineering.com
Корейские учёные под руководством доктора Нам Ки Хуна нанесли на анод тонкий слой наночастиц олова методом трансферной печати. Этот слой выполняет две функции: создаёт дополнительный путь для ионов и защищает литиевый анод от повреждений в процессе циклов. Доктор Ким Ён О с помощью моделирования на атомарном уровне подтвердил механизмы работы оловянного легирования и дал рекомендации для дальнейшего проектирования.
Испытания проводились на пакетных ячейках большого формата. Энергетическая плотность превысила 350 Вт·ч/кг, что заметно выше 150–250 Вт·ч/кг у современных литий-ионных аккумуляторов. При этом требуемое внешнее давление составило всего 2 МПа. Это на порядок меньше, чем в других перспективных разработках. После 500 циклов ячейки сохранили 81% ёмкости, и дендритов не обнаружено.
В KERI отмечают, что технология решает две ключевые задачи: масштабируемость до промышленных форматов и стабильность интерфейса. Потенциальные применения — электромобили, человекоподобные роботы, стационарные накопители энергии. На разработку подана патентная заявка в Корее. Исследование опубликовано в журнале Advanced Energy Materials.
