Már évek óta arról beszélnek, hogy a szilárdtest akkumulátorok forradalmasíthatják nem csupán az elektromos autók, hanem az okostelefonok világát is, de elterjedésüket különféle technológiai problémák gátolták. A Max Planck Intézet kutatóinak sikerült megfejteniük, mi okozza a telepek működése közben fellépő rövidzárlatokat, így újabb akadály hárult el a technológia széles körű bevezetése elől.
A szilárdtest akkumulátorok a hagyományos folyékony elektrolit helyett szilárd anyagot tartalmaznak, ami nagyobb energiasűrűséget, gyorsabb töltést és biztonságosabb működést garantál – papíron. A technológia széles körű elterjedését egy apró, de végzetes hiba akadályozta eddig: töltés során a lítium anódon faágszerű kristályszerkezetek, úgynevezett dendritek keletkeznek. Ezek a puha képződmények valamilyen módon képesek áthatolni a kemény kerámia elektroliton, ami végül rövidzárlatot eredményez, és ez lényegében kinyírja az akkumulátort.
Így néz ki a dendritek képződése
A Max Planck Intézet tudósai rájöttek arra, hogy mindez miért történik, és megfigyeléseiket a Nature folyóiratban publikált tanulmányukban közölték a nyilvánossággal. Egy speciális, vákuumban és rendkívül alacsony hőmérsékleten végzett eljárás során észlelték, hogy a puha lítiumfém úgy hatol át a merev kerámián, mint egy folyamatos vízsugár a sziklán. A vizsgálatok kimutatták, hogy a dendritekben fellépő hidrosztatikus feszültség vezet a szilárd elektrolit rideg töréséhez, így a kristályok akadálytalanul áthatolhatnak rajta.
Ebből lesz a végzetes zárlat
Most, hogy a tudósok már értik a folyamatot, kidolgozhatnak egy megoldást annak meggátolására. Opció lehet a kerámiából készült elektrolit megerősítése vagy a lítium elektróda védőréteggel történő bevonása, a cél a dendritképződés csökkentése. A szakemberek felfedezése azért fontos, mert így a szilárdtest akkumulátorok végre kiléphetnek a laborok vibráló neonfényei alól, és elfoglalhatják méltó helyüket az elektromos autókban és természetesen az okostelefonokban is. Egyébként több nagyvállalat is foglalkozik ezzel a technológiával, a Samsung SDI például 2027 végére tervezi saját szilárdtest-akkumulátorainak tömeggyártását.
Forrás: PhoneArena
