В Уральском федеральном университете (Екатеринбург) при участии специалистов Уральского отделения РАН проводятся исследования, направленные на создание наиболее эффективного источника питания с твердым электролитом.

У твердотельных аккумуляторов (ТТА) много преимуществ: относительно невысокая себестоимость, высокая скорость пополнения заряда, большая плотность сохраняемой энергии, незначительная потеря емкости в процессе работы. Таким образом, ТТА гораздо более долговечные, компактные и безопасные, чем батареи с традиционно жидким электролитом.

Разработчики подчеркивают, что наиболее перспективной областью использования таких аккумуляторов является электрический транспорт. У электромобилей, оснащенных ТТА существенно увеличится запас хода.

Правда, есть одна проблема — высокое сопротивление, возникающее на границе соприкосновения электрода и электролита из-за шероховатости поверхностей и, соответственно, неплотного прилегания. Чтобы улучшить контакт, ученые предложили поместить между литиевым анодом и электролитом слой алюминия. Сила тока возрастает, а сопротивление снижается. Наибольший эффект достигается при нанесении алюминия на расплавленный литий.

Главной целью экспериментов было определение оптимальной толщины алюминиевого слоя. Оказалось, что для образования стабильного контакта анода с электролитом достаточно 150 нанометров алюминия. Но максимальная эффективность достигается лишь спустя несколько дней после нанесения, когда под воздействием тока и высокой температуры два металла смешиваются и образуется литиевый сплав с минимальным содержанием алюминия, он и контактирует электролитом.

На проведение работ по проекту был получен президентский грант. С результатами исследований можно ознакомиться в научном журнале Solid State Ionics.