Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Tohoku đã đạt được một cột mốc công nghệ quan trọng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng thế hệ mới. Nhóm đã phát triển một phương pháp hàn siêu âm tiên phong cho pin thể rắn hoàn toàn dựa trên oxit. Kỹ thuật này cho phép tạo ra một giao diện ổn định giữa kim loại lithium và chất điện phân rắn kiểu garnet ở nhiệt độ phòng chỉ trong vài giây.
Thách thức chính với chất điện phân rắn kiểu garnet, cụ thể là lithium lanthanum zirconium oxide, là điện trở giao diện cao do các màng thụ động cách điện trên bề mặt lithium. Trước đây, để khắc phục điều này cần các xử lý nhiệt độ cao tốn nhiều năng lượng hoặc sử dụng lithium nóng chảy đầy nguy hiểm. Phương pháp mới sử dụng rung siêu âm để phá vỡ hiệu quả các lớp cách điện này. Dưới tác dụng của áp lực, kim loại lithium trải qua biến dạng dẻo, tạo ra sự tiếp xúc dày đặc và liền mạch với lithium lanthanum zirconium oxide.
Kết quả ban đầu cho thấy điện trở giao diện khoảng hai trăm hai mươi lăm ohm trên mỗi centimet vuông. Tuy nhiên, bằng cách đưa vào một lớp kim loại trung gian mỏng, các nhà nghiên cứu đã giảm thành công điện trở này xuống còn một ohm rưỡi trên mỗi centimet vuông. Tiến bộ này giúp giảm đáng kể rào cản đối với việc sản xuất hàng loạt pin thể rắn hoàn toàn, loại pin an toàn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn so với các phiên bản dùng chất điện phân lỏng hiện nay. Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục công việc bằng cách phân tích các cấu trúc vi mô và tác động của độ nhám bề mặt cũng như ranh giới hạt để tiếp tục tối ưu hóa chất lượng liên kết.
