Литиевая батарея похожа на дом с кладовкой: при зарядке литий заходит внутрь, при разрядке выходит. Но если кладовка захламляется, часть лития остаётся внутри навсегда. От того, из какого металла сделаны стенки кладовки, зависит, сколько лития вернётся.
Авторы работы взяли четыре металла: алюминий, магний, серебро и медь. Каждый впитывает литий по-своему. Алюминий и магний образуют с литием прочные соединения, и литий застревает внутри. Медь вообще не впитывает литий — он оседает на поверхности рыхлым налётом, как снег на карнизе. Такой налёт легко осыпается и теряется.
Серебро оказалось исключением. Оно быстро образует с литием особую структуру, которая легко отдаёт литий обратно. Даже при быстрой зарядке серебро сохраняет высокую обратимость — почти весь литий возвращается. Это похоже на аккуратного кладовщика, который ничего не прячет в дальний угол.
Выбор металла для анода — это выбор между быстрой зарядкой и долгой жизнью батареи. Серебро показывает, что можно совместить и то, и другое, но оно дорогое. Возможно, в будущем появятся сплавы или покрытия, которые повторят его поведение дешевле.
Серебро — лучший проводник электричества среди всех металлов, поэтому оно и работает так хорошо в батареях.