O echipă de oameni de știință de la Școala Internațională Postuniversitară Shenzhen a Universității Tsinghua și de la Universitatea Tianjin a descoperit o nouă metodă de a îmbunătăți rezistența, longevitatea și fiabilitatea bateriilor solid-state în condiții de frig extrem sau de putere mare. Studiul lor, intitulat „O interfață de electrolit solid ductilă pentru bateriile solid-state” (A ductile solid electrolyte interphase for solid-state batteries), a fost publicat în revista Nature pe 29 octombrie 2025, conform raportului IT-Home.
Bateriile solid-state sunt adesea descrise ca fiind viitorul vehiculelor electrice. Acestea stochează mai multă energie și sunt mai sigure decât bateriile lichide de astăzi, care se pot supraîncălzi sau pot lua foc. Însă progresul către producția de masă a fost lent, deoarece aceste baterii au tendința de a crăpa și de a pierde performanța în timpul încărcării rapide sau pe vreme geroasă.
Pentru a rezolva această problemă, echipa Tsinghua și Tianjin a proiectat ceea ce ei numesc un strat de „armură flexibilă” pentru suprafața bateriei. În mod obișnuit, acest strat protector, cunoscut sub numele de interfață de electrolit solid (SEI), este dur, dar fragil, ceea ce înseamnă că se poate fractura sub presiune. Odată ce crapă, litiul se acumulează neuniform, scurtând durata de viață a bateriei.
În loc să facă SEI-ul mai dur, cercetătorii l-au făcut mai flexibil. Folosind materiale pe bază de argint numite $Ag₂S$ și $AgF$, ei au creat un strat care se poate îndoi ușor fără să se rupă. Această flexibilitate ajută la menținerea unei structuri stabile, permițând în același timp ionilor de litiu să se deplaseze fără probleme.
În urma testelor, bateriile cu acest nou înveliș au funcționat timp de peste 4.500 de ore în condiții de utilizare intensă și au rămas stabile peste 7.000 de ore la –30°C, condiții care în mod normal ar face ca alte baterii solid-state să cedeze.
Designul combină atât materiale moi, cât și rigide într-o structură stratificată graduală. Acest lucru reduce stresul intern, previne fisurile și menține litiul distribuit uniform în timpul încărcării și descărcării.
Proiectul a fost condus de profesorii Feiyu Kang și Yanbing He de la Tsinghua SIGS, precum și de Quanhong Yang de la Universitatea Tianjin. Acesta a fost susținut de Fundația Națională de Științe Naturale a Chinei, de Programul Național Cheie de C&D și de Planul de Inovare Științifică și Tehnologică Shenzhen.
Această cercetare nu înseamnă că bateriile solid-state sunt gata de producția de masă. Studiul oferă o cale potențială pentru îmbunătățirea fiabilității bateriilor solid-state în condiții extreme, ceea ce ar putea sprijini viitoarele aplicații comerciale.
