Et sølvlag på bare 3 nanometer gjør den keramiske elektrolytten i faststoffbatterier nesten fem ganger mer motstandsdyktig mot sprekker, viser en ny Stanford-studie. Funnet kan gjøre hurtiglading tryggere og øke levetiden i fremtidens elbiler og energilagring. Resultatene er publisert i Nature Materials 16. januar 2026, men skalering til hele battericeller gjenstår.

Hvorfor dette betyr noe

Faststoffbatterier kan i teorien lagre mer energi og lades raskere enn dagens litium-ion-batterier. Hindringen har vært at den sprø, keramiske elektrolytten utvikler mikrosprekker som over tid ødelegger cellen. Stanford-forskere viser nå hvordan et ultratynt lag med ionisk sølv (Ag+) kan stykke opp og stoppe denne sprekkdannelsen ved overflaten.

Hva Stanford-forskerne gjorde

Teamet behandlet overflaten av LLZO (litium, lantan, zirkonium og oksygen) med et 3 nm tykt lag sølv i oppløst, positivt ladet form – ikke metallisk sølv. Prøvene ble deretter varmet til 300 °C. Under oppvarming trengte sølvet 20–50 nanometer inn i overflaten og byttet plass med mindre litiumatomer.

Slik virker sølvet

Det avgjørende er at sølvet forblir ionisk (Ag+) i LLZO-strukturen, i stedet for å bli til metallisk sølv. Dette endrer hvordan sprekker initieres og sprer seg i overflaten og styrker elektrolytten uten å skape nye svake punkter. Samtidig hjelper sølvet med å tette små feil og hindre at litium trenger inn og danner skadelige strukturer – særlig kritisk under hurtiglading, der små sprekker kan forvandles til dype kanaler som permanent skader batteriet.

"Disse faste elektrolyttene er en type keramikk som lar litium-ioner bevege seg fram og tilbake, men den er sprø," forklarer Wendy Gu, professor i maskinteknikk ved Stanford og en av de ledende forskerne bak studien. "På mikroskopisk nivå er det ikke ulikt keramiske tallerkener som har små sprekker på overflaten."

"Vår studie viser at nanoskala sølvdoping fundamentalt kan endre hvordan sprekker starter og sprer seg ved elektrolyttens overflate, og produsere holdbare, feilresistente faste elektrolytter for neste generasjons energilagringsteknologi," sier Xin Xu, som ledet forskningen som postdoktor ved Stanford og nå er assisterende professor ved Arizona State University.

Testene: fem ganger mer motstandsdyktig

Forskerne brukte et spesialisert instrument inne i et elektronmikroskop for å måle hvor mye kraft som skulle til for å ødelegge overflaten. De sølvbehandlede prøvene tålte nesten fem ganger så mye trykk før de sprakk, sammenlignet med ubehandlede prøver.

Konsekvenser og veien videre

• Sølv tettet små feil og hindret litiuminntrengning – spesielt viktig ved hurtiglading, når selv små sprekker kan utvikle seg til dype kanaler.
• Andre metaller kan fungere så lenge ionene er større enn litiumioner. Kobber viste lovende resultater, men var mindre effektivt enn sølv.
• Funnene bygger på arbeid publisert for tre år siden om hvordan mikrosprekker dannes og vokser.
• Forskerne jobber nå med komplette litium-metall faststoffbattericeller og undersøker hvordan mekanisk trykk fra ulike vinkler kan forlenge levetiden.
• De studerer også andre faste elektrolytter, inkludert svovelbaserte materialer for bedre kjemisk stabilitet med litium.
• Utover litium ser de potensial i natriumbaserte batterier, som kan lette presset på litiumforsyningskjedene.

Hovedpoeng: Ultratynn Ag+-doping av den keramiske elektrolytten styrker overflaten dramatisk og kan bli et nøkkelgrep for tryggere og mer effektive faststoffbatterier. Neste skritt er å vise at metoden fungerer i hele celler og over mange sykluser – og å finne ut om den kan rulles ut i stor skala.