Институт Макса Планка объяснил, почему литий вызывает поломку твердотельных элементов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Питание и аккумуляторы

Исследователи Института устойчивых материалов имени Макса Планка установили, что разрушение керамических электролитов в твердотельных батареях связано с внутренним давлением внутри литиевых дендритов. Это открытие объясняет, почему при зарядке таких элементов происходят короткие замыкания.

В ходе экспериментов специалисты поместили образцы твердотельных аккумуляторов в вакуумную камеру и охладили до криогенных температур, чтобы исключить влияние внешних факторов, таких как влага или воздействие электронного микроскопа. Анализ показал, что литий не накапливается перед кончиком дендрита, как предполагалось ранее. Вместо этого в металлических отростках возникает гидростатическое напряжение, которое разрывает твёрдый электролит.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

По наблюдениям учёных, несмотря на мягкость лития, возникающее внутри дендритов давление достигает величин, достаточных для разрушения керамических материалов. Механизм напоминает процесс, при котором струя жидкости под давлением проникает в твёрдую породу. Это явление объясняет, почему твердотельные батареи, отличающиеся высокой плотностью энергии и безопасностью, до сих пор сталкиваются с проблемами надёжности.

Результаты исследования помогут разработать новые типы электролитов и конструкционные решения, которые смогут лучше противостоять внутренним механическим нагрузкам. Учёные отмечают, что усиление материалов, введение микропустот для перераспределения напряжений и нанесение защитных слоёв на электроды могут повысить устойчивость твердотельных аккумуляторов к повреждениям.

Выводы немецких специалистов дают возможность точнее понять причины отказов батарей и обозначают направления для дальнейшего совершенствования технологий хранения энергии, используемых в электронике и электромобилях.

Источник: interestingengineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Анатомия линейки Toshiba T2100: разбор буквенных индексов, типов экранов и модулей памяти

Toshiba Satellite T2100 вышла в 1995 году, в эпоху процессоров 486. Серию построили на едином шасси, а пользователю дали на выбор несколько модификаций, которые различались типом дисплея, объёмом...

Маяк Кейп-Хаттерас: как 5000-тонную башню перенесли на 460 метров от океана

Летом 1999 года на побережье Северной Каролины происходило зрелище, больше похожее на инженерный эксперимент, чем на реставрацию памятника. Самый высокий кирпичный маяк США медленно ехал по...

Кто на самом деле наблюдает? Физика без внешнего зрителя

Когда речь заходит о квантовой механике, да и о физике вообще, почти всегда всплывает слово «наблюдатель». Кот Шрёдингера жив и мёртв одновременно, пока его не «понаблюдали». Эксперимент с двумя...

Редкая птица советского Hi-Fi: почему «Рута-101» стала легендой коллекционеров

В 1977 году Вильнюсский приборостроительный завод «Вильма» начал выпускать стереофоническую кассетную магнитофон-приставку первого класса сложности «Рута-101-стерео». Название происходит от...

✦ ИИ  Почему нельзя открывать дверь нараспашку в ванную после душа: ошибка, которую делают многие

Многие привыкли пользоваться универсальным правилом гласящим, что после горячего душа или принятия ванны нужно открыть дверь в ванную комнату, чтобы влага максимально быстро испарилась и покинула...