1157
Команда Інституту сталих матеріалів Товариства Макса Планка (MPI-SusMat) у Німеччині повідомила, що з’ясувала фізичну причину головної хвороби твердотільних акумуляторів — проростання літієвих дендритів крізь твердий керамічний електроліт. Саме ці мікроскопічні «голки» металевого літію пробивають кераміку, спричиняючи коротке замикання і вихід батареї з ладу. Результати опубліковано в журналі Nature у липні 2026 року.
Дослідники під керівництвом д-ра Ювея Чжана вивчали зразки за наднизьких температур і у вакуумі, аби зафіксувати внутрішні напруження й пластичну деформацію літію, затиснутого в тріщинах електроліту. Висновки перевірили методами фазово-польового моделювання та дифракції відбитих електронів. Ключове відкриття: керамічну структуру руйнує не витік електронів, як припускали раніше, а гідростатичний тиск усередині самого дендрита. Чжан порівняв цей механізм із безперервним струменем води, що поступово прорізає камінь: м’який метал під тиском знаходить і розширює найдрібніші дефекти.
Розуміння механізму одразу підказує способи протидії. Автори називають три напрями: підвищення тріщиностійкості кераміки, навмисне введення мікроскопічних порожнин, які перенаправлятимуть ріст дендритів, а також захисні покриття на літієвому електроді. Такий підхід зміщує акцент із хімії на механіку матеріалу — інженери отримують зрозумілі цілі для конструювання, а не лише емпіричний пошук складу.
Твердотільні акумулятори вважають наступним поколінням джерел живлення для електромобілів і портативної електроніки: твердий електроліт замість горючої рідини обіцяє вищу безпеку, довший ресурс і більшу питому ємність. За оцінками авторів, такі елементи здатні дати запас ходу електромобіля до втричі більший за нинішні літій-іонні. Дендрити роками лишалися перешкодою, що не пускала цю технологію у масове виробництво. Пояснивши, чому і як руйнується електроліт, дослідники дали розробникам конкретну «мапу» для інженерних рішень — і наблизили момент, коли безпечніші батареї з великим запасом ходу вийдуть за межі лабораторій.
