Die XXI mensis Augusti, Professor MA Cheng ex Universitate Scientiae et Technologiae Sinarum (USTC) una cum collaboratoribus suis consilium efficax proposuerunt ad quaestionem contactus inter electrodos et electrolytos, quae progressionem novae generationis accumulatorum Li-status solidi impedit, solvendam. Electrodum compositum solido-solido hoc modo creatum capacitates et celeritatem egregias ostendit.
Substitutio electrolyti liquidi organici in batteriebus Li-ion conventionalibus electrolytis solidis potest magnopere lenire quaestiones salutis, et fortasse "laquear vitreum" ad densitatem energiae emendandam frangere. Attamen, materiae electrodorum vulgares etiam solida sunt. Cum contactus inter duo solida fere impossibile sit tam intimus esse quam inter solidum et liquidum, hodie batteries in electrolytis solidis fundatae typice exhibent contactum electrodi et electrolyti malum et functiones cellularum integrarum insatisfactorias.
“Quaestio contactus inter electrodos et electrolytos in accumulatoribus solidi status quodammodo similis est brevissimo ligno dolii lignei,” dixit Professor MA Cheng ex USTC, auctor principalis studii. “Re vera, per hos annos investigatores iam multas electrodas et electrolytos solidos excellentes excogitaverunt, sed contactus pauper inter eos adhuc efficaciam translationis ionum Litii limitat.”
Feliciter, consilium MA hanc arduam difficultatem fortasse superabit. Studium initium cepit cum examinatione atomo per atomum phasis impuritatis in prototypo electrolyti solidi perovskiti structurati. Quamquam structura crystallina inter impuritatem et electrolytum solidum magnopere differebat, observatum est hae interfacies epitaxiales formare. Post seriem analysium structuralium et chemicarum accuratarum, investigatores invenerunt phasim impuritatis isostructuralem esse cum electrodis stratificatis Li divitibus altae capacitatis. Hoc est, prototypum electrolyti solidi crystallizare potest in "forma" a structura atomica electrodi altae efficaciae formata, quod interfacies atomice intimas efficit.
“Hoc vere mirum est,” dixit auctor primus LI Fuzhen, qui nunc discipulus graduatus USTC est. “Praesentia impuritatum in materia revera phaenomenon pervulgatum est, tam commune ut plerumque neglegantur. Attamen, postquam eas attente inspeximus, hoc inexpectatum epitaxiale habitum invenimus, et directe consilium nostrum ad contactum solidum-solidum emendandum inspiravit.”
Comparata cum methodo pressionis frigidae vulgo adhibita, strategia a peritis proposita contactum perfectum et continuum inter electrolyta solida et electroda in scala atomica efficere potest, ut in imagine microscopiae electronicae resolutionis atomicae reflectatur. (A turma MA provisa.)
Phaenomeno observato utentes, investigatores consulto pulverem amorphum, eadem compositione ac electrolytus solidus perovskitico-structus, in superficie compositi stratificati Li dives crystallizaverunt, et contactum perfectum et continuum inter has duas materias solidas in electrodo composito feliciter effecerunt. Quaestione contactus electrodi-electrolyti soluta, talis electrodus compositus solido-solidus capacitatem celeritatis etiam comparabilem cum ea electrodi compositi solido-liquidi praebuit. Magis autem interest quod investigatores etiam invenerunt hunc typum contactus epitaxialis solido-solidi magnas discrepantias clathri tolerare posse, et ita consilium quod proposuerunt etiam ad multa alia electrolyta solida perovskitica et electroda stratificata applicari posse.
“Hoc opus viam demonstravit quae persequi digna est,” dixit MA. “Principium hic propositum ad alias materias magni momenti applicando ad functiones cellularum etiam meliores et scientiam magis interessantem ducere potest. Id exspectamus.”
Investigatores explorationem suam in hanc partem pergere, et consilium propositum ad alia cathoda magnae capacitatis et potentialis applicare intendunt.
Studium in periodico "Matter," periodico principali "Cell Press," divulgatum est, sub titulo "Atomically Intimate Contact between Solid Electrolytes and Electrodes for Li Batteries." Primus auctor est LI Fuzhen, discipulus graduatus USTC. Inter collaboratores Professoris MA Cheng sunt Professor NAN Ce-Wen ex Universitate Tsinghua et Dr. ZHOU Lin ex Laboratorio Ames.
(Schola Chemiae et Scientiarum Materialium)
Nexus chartae: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
Tempus publicationis: III Iun. MMXIX