Най-после: батерията с твърд електролит е факт

Най-важната задача по пътя към електрическата революция най-после изглежда решена: учени от Харвардския университет обявиха официално в авторитетното издание Nature, че са създали работеща батерия с твърд електролит, годна за промишлено производство.
  
   

Ли Шин, асоцииран професор по химия на материалите в Харвардския университет
   
    
Подобна батерия от години се смята за Светия граал в областта на енергийните технологии. Тя е много по-лека от сегашните литиево-йонни батерии с течен електролит, има по-висока енергийна плътност и може да се зарежда със значително по-висока скорост. Освен това ще струва по-евтино, защото влаганите в нея материали са по-малко.

Но има и един непреодолим до момента проблем: батериите с твърд електролит са много по-склонни към образуване на т. нар. дендрити - нещо като сталактити от атоми, проточващи се от катода към анода. Когато двата полюса се свържат по този начин, се получава късо съединение и батерията най-често се замозапалва.
 
   

Предимствата на батерията на Ли пред нормалната литиево-йонна: образуването на дендрити е прекъснато от средния слой и не може да предизвика късо съединение и самозапалване
  
   
Сега обаче Ли Шин, професор по химия на материалите от Харвард, и екипът му са разработили нов тип батерия с твърд електролит, при който дендритите не са проблем. Тя може да бъде зареждана и разреждана минимум 10 000 пъти, без да загуби капацитет, което покрива напълно жизнения цикъл на един електромобил. Времето за пълно зареждане на такава батерия е 10-20 минути. В момента текат патентни процедури, а акселераторът към университета и Харвардският фонд за решения за климата вече са осигурили допълнително финансиране за прехода към промишлено производство.

Решението на Ли, както обяснява The Harvard Gazette, силно напомня на сандвич с много слоеве. Първо идва хлябът - литиево-металният анод. После идва марулята - предпазен слой от графит. После - доматите, тоест първият тип твърд електролит. И накрая - шунката, вторият тип електролит. След тях отново идва първият електролит, слой графит и накрая - катодът.
  
  

  
   
Двата твърди електролита са с различен състав - първият е Li_5.5PS_4.5Cl_1.5, наричан за удобство LPSCI, а вторият - Li₁₀Ge₁P2S₁₂ (LGPS). Първият слой позволява ефективно движение на литиевите йони, но е податлив на дендрити. Вторият обаче ги спира напълно, и така предпазва батерията от късо съединение. "Доказахме, че батерията с твърд електролит може да е фундаментално различна от тези с течен", обяснява Ли. Според професора все още има някои практически въпроси за решаване, преди технологията да влезе в серийно производство, но те са напълно преодолими.