Прошло исследование: изменение конструкции может решить проблемы аккумуляторов

Южнокорейские исследователи предложили новый метод проектирования материалов для полностью твердотельных аккумуляторов. Такой подход способен повысить их безопасность, увеличить производительность и заметно снизить стоимость, поскольку не требует использования дорогих металлов. Работа опубликована в Nature Communications.

Твердотельные батареи используют твёрдый электролит, благодаря чему не создают риска возгорания, как системы с жидким электролитом. Однако в твёрдой среде ионы лития перемещаются медленнее. Команда профессора Дон-Хва Со из KAIST, объединившая специалистов из нескольких корейских университетов, сосредоточилась именно на улучшении путей движения ионов.

Исследователи взяли за основу недорогой циркониевый галогенид и изменили его кристаллическую решётку, вводя двухвалентные анионы — кислород и серу. Это позволило расширить каналы для миграции лития и снизить энергию, необходимую для переноса ионов. Проверка с помощью синхротронной рентгеновской дифракции подтвердила, что такие изменения действительно повышают проводимость.

Дополнение материала кислородом или серой увеличило подвижность ионов лития в 2–4 раза по сравнению с обычными циркониевыми электролитами. При комнатной температуре электролит, модифицированный кислородом, продемонстрировал проводимость около 1,78 мСм/см, а сера — примерно 1,01 мСм/см, что соответствует требованиям практического применения.

Профессор Дон-Хва Со отмечал, что предложенный принцип проектирования помогает одновременно снизить стоимость и повысить эффективность твердотельных батарей, используя доступные материалы, а потенциал для промышленного применения у метода очень высок. Ведущий автор исследования Чже-Сын Ким добавил, что в разработке аккумуляторов происходит смена парадигмы: главное теперь — не поиск новых веществ, а интеллектуальное конструирование их структуры.

Работа выполнена при поддержке Центра продвижения будущих технологий Samsung Electronics и Национального исследовательского фонда Кореи.

Рекомендуем также:

1. Перемены, которых не избежать: астролог рассказала, что принесёт 2026 год каждому знаку зодиака
2. Всего стакан овсянки и немного творога: быстрый рецепт, который выручает к чаю в любой день