В батарее кремниевые аноды ведут себя не лучшим образом. Они расширяются более чем в три раза во время зарядки, а затем возвращаются к исходным размерам. Это значимо влияет на эффективность батареи. Частично эту проблему решает наноразмерный (10 м в степени -9) кремний, но процесс его производства очень сложный и астрономически дорогой, сообщает Science Daily. Другое дело — микроразмерные частицы кремния (10 м в степени -6). Он намного практичнее и по стоимости, и по плотности энергии. Однако проблема расширения у более крупных частиц все еще накладывает ограничения на применение кремния в качестве анода.

Команда ученых из POSTECH выбрала для электролита полимерный гель, который обеспечивает системе большую стабильность по сравнению с жидким электролитом за счет своей эластичности. Для формирования ковалентных связей между микрочастицами кремния и гелем исследователи использовали электронный луч. Эти связи рассредоточили внутреннее напряжение, вызванное расширением объема батареи в процессе ее зарядки.

В результате батарея продемонстрировала стабильную производительность даже с микрочастицам кремния. Вдобавок, свойства ионной проводимости полимерного электролита оказались на уровне традиционных батарей с жидким электролитом, а плотность энергии возросла на 40%.

По мнению разработчиков, технология готова к немедленному производству.

Специалисты одной из национальных лабораторий Министерства энергетики США разработали твердотельную батарею с новым, многообещающим электролитом. Причем сделали это в кратчайшие сроки, всего за две недели — благодаря искусственному интеллекту и облачной платформе Azure Quantum Elements.