Идеально подобранные покрытия создавали барьер, который успешно блокировал поток электронов, вызывающий деградацию, и в то же время позволял ионам лития свободно перемещаться.
Читайте далее: Новая солнечная панель автоматически складывается, чтобы избежать повреждений от града и шторма, и увеличивает производительность на 40%.
Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории разработали более быстрый, автоматизированный метод поиска защитных нанопокрытий, способных стабилизировать перспективные, но хрупкие твердотельные батареи на основе сульфидов.
Было обнаружено, что сверхтонкое покрытие из оксида магния толщиной в один нанометр может стабилизировать твердые электролиты на основе сульфидов в твердотельных батареях следующего поколения.
Предложенный подход сочетает в себе компьютерный скрининг с экспериментальными исследованиями. Он показал, что наиболее эффективные покрытия работают за счет реакции на границах раздела батареи, образуя защитный барьер. Кроме того, покрытие пропускает ионы лития, блокируя при этом поток электронов, вызывающий деградацию.
Химический состав внутри батареи
Твердотельные батареи широко считаются будущим безопасного и высокоемкого хранения энергии, однако их разработка ограничена химической хрупкостью наиболее перспективных компонентов.
В частности, твердые электролиты на основе сульфидов склонны к разрушительным реакциям на ключевых внутренних границах раздела, особенно при контакте с металлическим литием. Эта нежелательная химическая война разрушает материалы изнутри, серьезно ухудшая их характеристики и сокращая срок службы батареи.
Для решения этой проблемы деградации исследовательская группа сосредоточилась на конкретном твердом сульфидном электролите, известном как хлорид лития-фосфора-серы (LPSCl). В этой работе с помощью вычислительного метода, называемого теорией функционала плотности, был исследован широкий спектр оксидных покрытий.
Эти материалы применяются методом атомно-слоевого осаждения (ALD), высокоточным методом производства, позволяющим наносить однородные, сверхтонкие слои на уровне, близком к атомному.
Больше новостей из мира инноваций
Посмотреть все 
InnovationMIT: Мост, напечатанный на 3D-принтере, выдерживает нагрузку более 900 кг во время испытаний, что сокращает использование бетона на 76%.
Sourse: interestingengineering.com
