Исследователи из Университета Миссури сделали важный шаг в разработке твердотельных батарей, которые могут стать безопаснее и эффективнее современных литий-ионных аккумуляторов. Руководитель исследования, доцент Маттиас Янг, и его команда изучают использование твердых электролитов, чтобы решить ключевые проблемы, связанные с устойчивостью и производительностью батарей.
Одной из главных трудностей является образование межфазного слоя между твердым электролитом и катодом. Этот слой препятствует движению ионов и электронов, что снижает эффективность батареи.
Команда использовала передовую технологию четырехмерной просвечивающей электронной микроскопии (4D STEM), чтобы изучить атомную структуру батареи, не разбирая ее. Это позволило им точно определить, что межфазный слой является основной причиной сопротивления.
Лаборатория Янга специализируется на тонкопленочных материалах, и теперь ученые планируют проверить, могут ли такие материалы создать защитное покрытие, предотвращающее реакцию между твердым электролитом и катодом. Цель — разработать покрытие, которое будет достаточно тонким, чтобы не мешать движению ионов лития, но достаточно толстым, чтобы предотвратить нежелательные химические реакции.
Этот подход к наноинженерии может стать ключом к созданию твердотельных батарей, которые будут безопаснее, долговечнее и эффективнее. Такие батареи могут революционизировать энергетику, сделав возможным их использование в электромобилях, портативной электронике и других устройствах.