Одна из основных проблем литиевых аккумуляторов — возникновение дендритов. Это своеобразные «отростки» металлического лития, которые, вырастая, приводят к коротким замыканиям. Это снижает безопасность и срок службы батареи.
Ученые Института физики Общества Макса Планка в Мюнхене изучили строение твердотельных аккумуляторов на атомарном уровне методом зондовой силовой микроскопии. Они создали карту распределения зерен кристаллов и межзеренных границ в материале аккумулятора.
Оказалось, что на межезеренных границах катода твердотельного аккумулятора скапливаются электроны. Когда через эти границы проходит ион лития (это происходит во время зарядки или разрядки батареи), он захватывает эти электроны и восстанавливается до металлического лития. Так и вырастают дендриты, при этом на аноде подобные процессы не происходят.
Теперь, когда механизм понятен, ученые надеются создать более долговечные, безопасные и энергоемкие твердотельные литиевые батареи.
