Репортаж от Wedoany，Междисциплинарная команда Института устойчивых материалов Макса Планка (Max Planck Institute for Sustainable Materials) опубликовала в журнале «Nature» результаты исследования, раскрывающие конкретный механизм, с помощью которого литиевые дендриты в твёрдотельных аккумуляторах вызывают разрушение керамического электролита и приводят к короткому замыканию. Твёрдотельные аккумуляторы считаются технологией следующего поколения для хранения энергии, их преимущества заключаются в более высокой ёмкости, безопасности и теоретическом сроке службы, однако рост литиевых дендритов в процессе зарядки является основным препятствием для их коммерциализации.

Для изучения этого контринтуитивного явления, при котором мягкий литий способен проникать через твёрдый керамический электролит, исследовательская группа провела экспериментальный анализ с использованием передовых методов криогенной характеризации в вакууме. Эксперименты и расчёты показали, что литиевые дендриты распространяются в электролите и образуют новые трещины, подобно тому, как вода проникает в трещины горных пород; накопление давления внутри дендритов в конечном итоге приводит к хрупкому разрушению твёрдого электролита. Исследование не обнаружило доказательств в пользу другой гипотезы, предполагающей зарождение и слияние лития на границах зёрен.

На основе этих выводов команда предложила потенциальные стратегии подавления дендритов, включая повышение прочности твёрдого электролита для замедления образования трещин, введение микрополостей для изменения направления роста дендритов и отклонения трещин, а также нанесение защитного покрытия на литиевый электрод. Руководитель группы химико-механических свойств материалов для аккумуляторов Института Макса Планка Ювэй Чжан (Yuwei Zhang) отметил, что понимание поведения материалов имеет решающее значение для превращения перспективных технологий в практические применения.