Разработка полностью твердотельных литий-металлических аккумуляторов (LMBS) сталкивается с серьезным препятствием – необходимостью создания безопасных, надежных и высокопроизводительных твердотельных электролитов. Группе исследователей удалось разработать усовершенствованный SSE с высокой ионной проводимостью, который позволяет создавать сверхстабильные LMBS с выдающейся стабильностью циклирования, большой емкостью и быстрыми скоростями зарядки-разрядки.
Благодаря этому прорыву появилась возможность создания аккумуляторов с плотностью энергии до 500 Вт-ч/кг, что позволит увеличить запас хода электромобилей до более чем 965 миль на одной зарядке (965 км). Разработанный материал, созданный совместно университетами Западной Канады и Мэриленда, обеспечивает стабильную работу полностью твердотельных LMBS. По мнению исследовательской команды, этот прорыв может существенно продвинуть LMBS к коммерческому использованию. В основе инновации лежит решение проблемы дендритов лития, которые могут образовываться при использовании традиционных SSE.
Дендриты представляют собой кристаллические отростки, которые могут привести к короткому замыканию и выходу аккумулятора из строя. Ученые обнаружили, что SSE на основе нитридов обладают исключительной стабильностью по отношению к литию. Увеличение количества дефектов кристаллической решетки в β-Li3N еще больше повышает его ионную проводимость и стабильность во время циклов зарядки-разрядки. Использование такого SSE позволило создать LMBS с литий-металлическими анодами и катодами LiCoO₂ (LCO) или Ni-обогащенными NCM83, которые демонстрируют длительный срок службы и высокую емкость.
Тем временем в России придумали незамерзающие батареи.