Корейский институт науки и технологий сообщил, что исследовательская группа под руководством профессора Со Дон Хва с факультета материаловедения и инженерии добилась прогресса в разработке ключевых материалов для полностью твердотельных аккумуляторов. В исследовательскую группу также вошли ученые из Сеульского национального университета, Университета Ёнсе и Университета Тонгук, которые совместно разработали метод проектирования, позволяющий повысить производительность полностью твердотельных аккумуляторов на основе недорогого сырья.

Полностью твердотельные аккумуляторы используют твердый электролит вместо жидкого электролита в традиционных литий-ионных аккумуляторах, что значительно повышает безопасность, однако медленная миграция ионов в твердом теле всегда была технической проблемой. Ранее для повышения ионной проводимости часто использовались дорогие металлы или сложные процессы. Команда применила «механизм регулирования структуры», вводя двухвалентные анионы, такие как кислород и сера, в недорогой циркониевый галогенидный твердый электролит, чтобы регулировать его кристаллическую структуру, тем самым расширяя пути миграции ионов лития и снижая энергию, необходимую для миграции.

Исследование с использованием методов высокоэнергетической синхротронной рентгеновской дифракции, анализа функции парного распределения, рентгеновской абсорбционной спектроскопии и моделирования теории функционала плотности подтвердило, что регулирование структуры способствует ионному транспорту. Испытания показали, что ионная проводимость лития в электролитах, легированных кислородом или серой, в 2-4 раза выше, чем у традиционных циркониевых электролитов, а ионная проводимость при комнатной температуре достигает примерно 1,78 мСм/см и 1,01 мСм/см соответственно. Обычно считается, что ионная проводимость выше 1 мСм/см при комнатной температуре обладает потенциалом для практического применения.

Профессор Со Дон Хва заявил: «В этом исследовании мы предложили принцип проектирования, который позволяет одновременно повысить стоимость и производительность полностью твердотельных аккумуляторов с использованием недорогого сырья. Это имеет высокий потенциал для промышленного применения». Первый автор, Ким Чжэ Сын, отметил, что этот результат отражает сдвиг акцента в исследованиях аккумуляторов от простого выбора новых материалов к большей оптимизации структурного дизайна.

Исследование проводилось под руководством Ким Чжэ Сына и Хан Да Сеоля из Университета Тонгук в качестве соавторов. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications 27 ноября 2025 года. Исследование получило поддержку Центра развития будущих технологий Samsung Electronics, Национального исследовательского фонда Кореи и Национального суперкомпьютерного центра.