Твердотельные аккумуляторы используют керамику или полимеры вместо жидкого электролита для повышения безопасности и энергоемкости. Несмотря на это, они подвержены росту дендритов — металлических игл, которые проникают через микротрещины и границы кристаллов, вызывая короткие замыкания.
Исследования подтверждают механическую природу этого процесса: 80% трещин проходят вдоль границ зерен, которые в 3–5 раз слабее объема самих кристаллов. Литий внутри трещин создает гидростатическое давление около 600 МПа, что приводит к дальнейшему разрушению структуры электролита.
Производство таких батарей осложнено: себестоимость в 3–5 раз выше литий-ионных аналогов. Сульфиды требуют инертной среды, а оксиды — обжига при 1000 °C. К 2026 году большинство твердотельных батарей остаются гибридными, содержащими 5–10% жидкого электролита.
Для борьбы с дендритами ученые предлагают укреплять границы зерен легированием, повышать вязкость материалов для поглощения напряжений или создавать искусственные пустоты для изменения траектории роста дендритов. Прогнозируется, что к 2035 году рынок достигнет $30,5 млрд.
