في السنوات الأخيرة، يستكشف العلماء طرقاً لتحقيق الإمكانات الهائلة لبطاريات الليثيوم المعدنية، حيث يحظى استخدام الإلكتروليت الصلب باهتمام كبير. من الناحية النظرية، يمكن استبدال الإلكتروليت السائل بالإلكتروليت الصلب لصنع بطاريات ليثيوم معدنية قابلة لإعادة الشحن أكثر أماناً، وذات كثافة طاقة أعلى، وسرعة شحن أسرع. ومع ذلك، يعد ظهور الشقوق الدقيقة في الإلكتروليتات البلورية الصلبة أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى فشل البطارية، أحد أبرز العوائق الرئيسية التي تعيق تطورها.

بناءً على نتائج بحثية من عام 2023، كشف باحثو Stanford University عن آلية تكوّن وانتشار العيوب السطحية الدقيقة مثل الشقوق والانبعاجات في الإلكتروليت الصلب، واقترحوا طريقة معالجة بالتلدين باستخدام طبقة فضية فائقة الرقة لتحسين أدائه بشكل كبير. وفقاً لتقرير نُشر في مجلة Nature Materials، يمكن لهذه الطبقة زيادة قدرة سطح الإلكتروليت على مقاومة الكسر الناتج عن الضغط الميكانيكي بخمسة أضعاف، وتقليل مخاطر تسرب أيونات الليثيوم إلى الداخل بشكل ملحوظ، خاصة أثناء الشحن السريع، حيث تمنع تحول الشقوق النانوية إلى فجوات نانوية، مما يطيل عمر البطارية.

قالت ويندي غو، الأستاذة المساعدة في الهندسة الميكانيكية: "الإلكتروليت الصلب الذي ندرسه هو نوع من السيراميك، يسمح بمرور أيونات الليثيوم بسهولة لكنه هش للغاية". وأضافت أن "التشبع بالفضة على المستوى النانوي يمكنه تغيير طريقة بدء الشقوق وانتشارها على سطح الإلكتروليت، مما ينتج إلكتروليت صلباً متيناً ومقاوماً للأعطال". أشار البروفيسور شين شيو، قائد البحث، إلى أن هذه الطريقة يمكن تعميمها على فئة واسعة من المواد السيراميكية، مما يدل على أن الطلاء السطحي فائق الرقة يمكنه تقليل هشاشة الإلكتروليت وجعله أكثر استقراراً في الظروف القاسية.