W akumulatorach litowo-jonowych używa się elektrolitów płynnych lub żelowo-polimerowych. Niestety ich wadą jest wysoka łatwopalność (np. wskutek uszkodzenia baterii lub nieprawidłowego ładowania). Jak widać, problem łatwopalnych baterii jest – nomen omen – palący. W końcu stosuje się je w samochodach elektrycznych, których przybywa z roku na rok. W samym 2022 r. w Polsce pojawiło się o 59% elektryków więcej niż w roku poprzednim, jak podaje portal antyweb.pl.

Dlatego też wspomniane baterie zastępuje się takimi, których wszystkie komponenty łącznie z elektrolitem są stałe (ASSB, all-solid-state battery). Projekt ARISER ma za zadanie stworzyć jeszcze lepsze niż dotychczas, innowacyjne baterie typu ASSB.

Już teraz badacze z Polski i Turcji razem opracowują nowatorską technikę podwójnego osadzania, aby utworzyć LLZO bogate w Li oraz specjalne nanowarstwy buforowe z odpowiednio dobranych tlenków metali, osadzone metodą ALD na interfejsach elektrolit / elektroda. A wszystko to po to, aby otrzymać struktury o wyższym przewodnictwie jonowym niż w obecnie istniejących bateriach litowych ASSB, a także dla poprawy:
• żywotności baterii,
• stabilności cykli ładowania-rozładowania,
• krytycznej gęstości prądu,
• wydajności baterii pod względem szybkości ładowania / rozładowania,
• warunków pracy (np. temperatury) i pojemności.

Strukturę ASSB z warstwami buforowymi badacze najpierw opracują i udoskonalą na małych powierzchniach testowych (ok. 1 cm x 1 cm). Dokona tego nasz przebojowy i utalentowany zespół projektowy prowadzony przez dra hab. Kamila Kosiela, w skład którego wchodzą dr inż. Joanna Jankowska-Śliwińska, mgr inż. Piotr Polak, mgr inż. Karina Wojciechowska, mgr inż. Laura Stańco oraz dr hab. inż. Anna Szerling we współpracy z Instytutem IZTECH.

Następnie umysły z przedsiębiorstwa CBRTP, jednego z konsorcjantów, przeniosą strukturę na duże powierzchnie (15 cm x 15 cm). Projekt dostarczy kluczowych informacji dla przyszłej seryjnej produkcji wielkopowierzchniowej w przedsiębiorstwach. Wyniki badań ARISER utorują drogę dla zastosowania udoskonalonych ASSB dla takich celów jak magazynowanie energii, np. w pojazdach elektrycznych. I to już w bardzo bliskiej przyszłości!

Innowacyjna ASSB powstaje w konsorcjum turecko-polskim. Tworzą go: Instytut IZTECH – koordynator projektu, Uniwersytet Koc i firma TEKNOMA z Turcji oraz Łukasiewicz – IMiF – lider strony polskiej, i polska firma CBRTP.

Badania po polskiej stronie finansowane są przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.