Za przedsięwzięciem stoją przedstawiciele ORNL (Oak Ridge National Laboratory), którzy na potrzeby badań skorzystali z metody reflektometrii neutronowej. O wynikach przeprowadzonych analiz możemy przeczytać na łamach ACS Energy Letters.
Czytaj też: Pierwszy pociąg “na baterie” – to nie żart. Włosi taki mają, a Polacy mogą pomarzyć
Przede wszystkim udało się zidentyfikować powiązania między wydajnością takich baterii, a obecnością cienkiej warstwy, przez którą przemieszczają się naładowane atomy litu. Ich przepływ między katodą i anodą przekłada się na powstawanie stałego elektrolitu, co jest jedną z cech wyróżniających takich akumulatorów.
Akumulatory ze stałym elektrolitem mogłyby cechować się wyższą stabilnością i niższą podatnością na uszkodzenia od obecnie stosowanych
Lit, choć stanowi podstawę obecnie produkowanych akumulatorów (i nic nie wskazuje na to, by w najbliższym czasie miało się to zmienić) to jest jednocześnie dość niestabilny. W efekcie baterie są zbyt łatwopalne, o czym można się zresztą przekonać dzięki doniesieniom o płonących elektrycznych samochodach czy rowerach. Wykorzystując stałe elektrolity w teorii powinno dać się uniknąć tego problemu lub przynajmniej znacząco ograniczyć jego występowanie.
Przełom może być możliwy dzięki stałemu elektrolitowi znanemu jako LiPON. Jest to tlenoazotek litowo-fosforowy znany nauce od dawna, lecz niesprawdzany jak na razie na większą skalę. Jako że między elektrolitem a elektrodą powstaje interfaza, to jej grubość i skład może zmieniać się wraz z upływem czasu, na przykład za sprawą cykli ładowania i rozładowywania. W przypadku opisywanej baterii interfaza składa się z warstwy zawierającej lit, przy czym udział tego ostatniego spada na rzecz LiPON.
Czytaj też: Pod tym względem powinniśmy brać z Chin przykład. Innowacyjna elektrownia już działa
Okazuje się, że w przypadku LiPON cienka warstwa interfazy czyni lit niereaktywnym, dzięki czemu pojemność akumulatora nie musi spadać. Wykorzystując wspomnianą na wstępie metodę autorzy badań oszacowali grubość interfazy na zaledwie 7nm. Cały projekt by się nie powiódł, gdyby nie metoda reflektometrii neutronowej, za sprawą której naukowcy mogli zajrzeć do wnętrza baterii na podobnej zasadzie jak zdjęcie rentgenowskie umożliwia spojrzenie na kompleksowe spojrzenie na ludzkie ciało.