В сравнении с литий-ионными литий-металлические батареи выглядят более перспективными. Ученые полагают, что именно этот тип батарей получит широкое распространение в будущем. Они характерны наличием чисто металлического электрода и отсутствием жидкого электролита. Такие батареи работают, позволяя запасти в 10 раз больше энергии. Если все так и есть, то почему такие батареи все еще не распространены?
Дело в том, что у литий-металлических батарей есть свои недостатки. Оказывается, во время циклов «заряд-разряд» имеет место образование дендрита. Это делает батареи менее стабильными, повышает их шансы на возгорание и короткое замыкание. Ученые активно ищут подходы, способные нивелировать этот главный недостаток. Однако, пока заметных успехов ни в одном научном центре не удалось достичь за исключением Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Материаловеды нащупали путь, который сможет решить эту проблему. Они обратили внимание на то, как зависит развитие дендрита от давления внутри батареи. Идею было решено проверить экспериментально. Для этого было проведено полномасштабное исследование, которое позволило определить давление, при котором появление дендритов было минимальным. Оно равно 3 500 кг*с – при таком давлении литий осаждается аккуратными колонками, блокируя дендриты.
Стоит подчеркнуть, что пока это открытие не будет приносить практической пользы. Требуется проверить и перепроверить результаты опытов с давлением и рассмотреть, как оно будет влиять на другие параметры литий-металлических батарей. Так же нужно внести серьезные изменения в производственный процесс изготовления батарей. Скорее всего, на это уйдет несколько лет. Только потом можно будет увидеть коммерческие образцы батарей этого типа.
