Đội ngũ Mỹ tăng cường chất điện giải gốm sứ để pin thể rắn an toàn hơn

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford đã phát triển một phương pháp để cải thiện đáng kể độ bền cơ học của chất điện giải gốm sử dụng trong pin thể rắn, giải quyết vấn đề giòn vốn có dẫn đến nứt vỡ và hỏng pin. Bằng cách phủ một lớp bạc siêu mỏng dày 3 nanomet lên chất điện giải lithium lanthanum zirconium oxide (LLZO) và nung ở nhiệt độ 300°C, các ion bạc khuếch tán vào chất điện giải, thay thế các ion lithium nhỏ hơn và tạo ra một rào cản cấu trúc mang điện tích dương. Việc pha tạp bạc ở quy mô nano này tăng khả năng chống gãy gần năm lần và ngăn lithium chèn vào các vết nứt vi mô trên bề mặt, vốn thường mở rộng trong quá trình sạc nhanh và gây ra các vết nứt phá hủy. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng sự khuếch tán ion bạc thay đổi căn bản cách các vết nứt khởi phát và lan truyền, làm cho chất điện giải ổn định hơn dưới các điều kiện điện hóa và cơ học khắc nghiệt. Mặc dù các ion khác như đồng cũng có hiệu quả nhất định, bạc vẫn là lựa chọn hiệu quả nhất cho mục đích này. Nhóm nghiên cứu hiện đang mở rộng quy mô từ các mẫu nhỏ sang các tế bào pin hoàn chỉnh để kiểm tra độ bền của lớp phủ qua hàng nghìn chu kỳ sạc.