Inženjeri i hemičari su usmerili svoje napore na razvoj sve sofisticiranijih tehnologija baterija kako bi zadovoljili rastuće zahteve elektronske industrije. Ovo je dovelo do pojave novih tipova baterija, među kojima se ističu potpuno čvrste baterije (ASSB).
Potpuno čvrste baterije (ASSB) su postale predmet istraživanja zbog svoje visoke gustine energije i veće bezbednosti u poređenju sa konvencionalnim litijum-jonskim baterijama (LiB). Međutim, problem rasta litijum dendrita i visoka otpornost na interfejsu su ograničenja koja su dosad usporavala široko prihvatanje ovih baterija.
Tim istraživača sa Univerziteta Merilend predstavio je novi princip dizajna koji bi mogao da reši ove izazove. Ovaj princip, objavljen u časopisu Nature Energy, fokusira se na stvaranje bezbednih i visokoenergetskih potpuno čvrstih litijum-metalnih baterija (ASSLB), što bi moglo imati značajan uticaj na tehnologiju električnih vozila i velikih robotskih sistema.
„Umesto eksperimentalnih metoda, naš rad predstavlja novi pristup dizajniranju interfejsa koji može da unapredi proizvodnju serije međuslojeva“, objašnjava Zeii Vang, prvi autor studije. „Ovo je ključno za rešavanje problema litijum dendrita u potpuno čvrstim baterijama.“
Princip dizajna uključuje dodavanje posebnog sloja između litijumske anode i čvrstog elektrolita u baterijskim ćelijama. Ovaj sloj treba da bude litiofobičan, visoko jonski provodljiv i blago elektronski provodljiv, kao i porozan.
U početnim testovima, istraživači su koristili svoj princip dizajna da stvore baterijsku ćeliju sa kapacitetom površine od 2,2 mAh cm^-2, koja je zadržala 82,4% svog kapaciteta nakon 350 radnih ciklusa na 60°C. Ovaj uspeh otvara vrata za razvoj širokog spektra bezbednih i visokoefikasnih tehnologija baterija sa čvrstim elektrolitima.
„Naša studija predstavlja korak napred u razvoju sigurnijih baterija“, ističe Vang. „Planiramo dalje testiranje i optimizaciju materijala interfejsa, sa ciljem da primenimo ovaj princip dizajna u proizvodnji i testiramo uređaje na vozilima u budućnosti.“
