Проблема твердотельных батарей, которые в силу повышенной емкости должны заряжаться более высокими токами, — в образовании дендритов, растущих на поверхности электродов кристаллических образований. Их крошечные иголки могут вызвать короткое замыкание или даже возгорание аккумулятора.

Авторы нового исследования, инженеры из нескольких американский вузов, предложили оригинальное решение. Они разработали полутвердотельный металлический электрод из сплава натрия и калия, который они соединили с материалом, который стоматологи используют для заполнения дырок в зубах — прочным, но текучим и пригодным к формовке. Он обладает достаточным запасом упругости, чтобы при контакте с твердым электролитом не образовались крошечные трещины, которые обычно появляются у слишком твердых, но хрупких электродов. Эти трещины и ведут потом к формированию дендритов.

Во время циклов заряда и разряда рабочие температуры позволяют батарее сохранять нужное полутвердое состояние, чтобы обеспечить высокие токи — примерно в 20 раз больше, чем у твердого лития — без образования дендритов.

Исследователи предложили еще одну конструкцию, с тонкой пленкой жидкого натрия-калия, зажатого между твердым электродом и твердым электролитом. Этот подход также предотвращает образование дендритов, открывая интересные возможности для дальнейших экспериментов.

Японская корпорация Hitachi Zosen представила недавно одну из самых емких твердотельных батарей в индустрии. Новинка обеспечивает в семь раз большую емкость по сравнению с прошлыми моделями: 1000 мА*ч. Диапазон рабочих температур: от -40 до 100 ºC.