Carnegie Mellon Üniversitesi'nden araştırmacılar, pil dizaynında yeni bir kilometre taşını temsil eden yarı likit bir lityum metal bazlı anot geliştirdi. Bu yeni elektrot çeşidi kullanılarak yapılan lityum piller, daha yüksek kapasiteye sahip ve tipik lityum metal tabanlı pillerden daha inançlı olabilir.
Lityum bazlı piller, yüksek ölçüde güç depolayabilmeleri nedeniyle çağdaş elektronikte kullanılan en yaygın şarj edilebilir batarya tiplerinden biri. Klâsik olarak bu piller; yanıcı sıvı elektrolitlerden, iki elektrottan, bir anot ve bir katottan oluşur ve bunlar bir zarla ayrılır. Bir pil tekrar tekrar şarj edilip boşaldıktan sonra ‘dendrit’ ismi verilen lityum telleri, elektrot yüzeyinde büyüyebilir. Dendritler, iki elektrotu birbirinden ayıran zarı delebilir. Bu, anot ve katot ortasında temasa müsaade verir, bu da bataryanın kısa devre yapmasına ve en makus durumda alev almasına neden olabilir.
Mevcut pillerde kullanılan uçucu sıvı elektrolitlere önerilen çözüm, bunların katı seramik elektrolitler ile değiştirilmesidir. Bu elektrolitler yüksek iletkendir, yanmaz ve dendritlere dayanacak kadar güçlüdür. Bununla birlikte, araştırmacılar, seramik elektrolit ve bir katı lityum anot ortasındaki temasın, birden fazla elektronik aygıt için gereken güç ölçüsünü depolamaya ve sağlamaya yetersiz olduğunu bulmuşlardır.
Carnegie Mellon'un kimya kısmında doktora öğrencisi olan Sipei Li ve Carnegie Mellon'un gereç bilimi ve mühendisliği kısmında doktora öğrencisi olan Han Wang, yarı likit metal anot olarak kullanılabilecek yeni bir gereç sınıfı oluşturarak bu yetersizliğin üstesinden gelebildi.
Li ve Wang, eşit bir biçimde dağılmış olan lityum mikropartikülleri içeren çift iletken bir polimer/karbon kompozit matrisi yarattı. Matris, oda sıcaklığında akıcı halde kalır ve bu, katı elektrolit ile kâfi bir temas düzeyi oluşturulmasını sağlar. Yarı likit metal anotun garnet bazlı bir katı seramik elektrolit ile birleştirilmesi, pili katı elektrolit ve klasik lityum folyo anot içeren pillere nazaran 10 kat daha yüksek akım yoğunluğunda döndürebilir. Bu pil, tıpkı vakitte klasik pillere nazaran çok daha uzun bir ömre sahip olur.
Araştırmacılar, formüllerinin çok geniş kapsamlı tesirlere sahip olabileceğine inanıyor. Örneğin elektrikli araçlar için yüksek kapasiteli piller ve esnek pil gerektiren giyilebilir aygıtlarda kullanılacak özel piller oluşturmak için kullanılabilir.