Літійні акумулятори, що домінують зараз на ринку, використовують рідкий електроліт, який небезпечний перегріванням і займанням при механічному пошкодженні батареї. Твердотільний електроліт подібних недоліків не містить, але його ресурс досі був обмежений. Японські розробники знайшли спосіб збільшити довговічність батарей із твердотілим електролітом удесятеро.
Принаймні компанія Koike у співпраці з дослідницьким підрозділом інституту AIST, як повідомляє Nikkei Asian Review, створила монокристалічний матеріал, який може бути використаний як електроліт у твердотільних акумуляторах. На відміну від полікристалічних аналогів, такий матеріал знижує електричний опір на 90%, полегшуючи проходження струму в електроліті, забезпечуючи збільшення ресурсу всього акумулятора.
Поки що Koike під силу створювати монокристалічні пластини діаметром не більше 25 мм, що обмежує сферу застосування нового матеріалу твердотілими акумуляторами невеликого розміру та ємності. Проте, навіть їх можна застосовувати в різного роду електроніці, яка через вимоги до герметичності корпусу не передбачає заміни акумуляторів взагалі або допускає таку операцію лише зрідка. Зокрема, якщо такими акумуляторами оснащувати кардіостимулятори, термін їхньої служби можна збільшити з нинішніх 5–10 до п’ятдесяти років. Масове виробництво компактних акумуляторів з твердотільний електроліт нового типу планується налагодити в 2027-2028 роках через формування технологічних альянсів з іншими виробниками.
Подальший вектор досліджень буде спрямований на вдосконалення матеріалів катодів акумуляторів та збільшення розмірів осередків. Теоретично, подібні розробки можна буде застосувати у виробництві тягових батарей для електромобілів. Твердотільні акумулятори не бояться високих температур та механічних впливів, що значно підвищує їхню безпеку. Втім, технічно рідина при створенні електродів з нового матеріалу все ж таки застосовується, оскільки вона наноситься на їх поверхню для запобігання деградації властивостей. За великим рахунком, акумулятори з таким електролітом слід називати напівтвердотілими.
Твердотільні акумулятори розробляють багато автовиробників або пов’язані з ними стартапи, японська корпорація Toyota Motor не є винятком, але вона робить ставку на використання сульфідів як електроліт, які не так безпечні в експлуатації, як монокристалічний матеріал, запропонований Koike і партнерами. За оцінками експертів Emergen Research, ємність світового ринку акумуляторів із твердотілим електролітом у період з 2021 по 2030 роки збільшиться з $600 млн до $10,1 млрд.
