Новое открытие объясняет, почему аккумуляторы теряют ёмкость со временем

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Международная группа исследователей из Сингапура и США установила механические свойства дендритов — наноразмерных структур, образующихся в литий-ионных аккумуляторах и вызывающих их выход из строя. Работу провели специалисты Технологического института Нью-Джерси, Университета Райса, Технологического института Джорджии, Хьюстонского университета и Технологического университета Наньян.

Дендриты представляют собой игольчатые наросты толщиной в сто раз меньше человеческого волоса. Они формируются на аноде при зарядке, когда литий вместо равномерного распределения по поверхности отрицательного полюса образует металлические структуры. Эти образования прорастают через сепаратор между электродами, вызывая короткое замыкание, перегрев и возгорание батареи.

Автор: Depositphotos Источник: newatlas.com

Исследователи извлекли дендриты из работающих аккумуляторов и изучили их в герметичных камерах с применением электронной микроскопии высокого разрешения. Эксперимент показал неожиданный результат: вопреки предположениям о пластичности дендритов, они оказались хрупкими и жесткими.

Причина заключается в межфазной границе твердого электролита, формирующейся вокруг наростов. Этот слой превращает дендриты в твердые шипы, способные протыкать компоненты элемента. При механической нагрузке они разрушаются на фрагменты, которые остаются внутри батареи как неактивный литий, снижающий емкость.

Автор: Lou Group/Rice University Источник: newatlas.com

Открытие позволяет разработать методы подавления роста дендритов путем блокировки поверхностного слоя, делающего их жесткими. Исследователи рассматривают использование анодов из литиевых сплавов для предотвращения хрупкого разрушения наростов.

Источник: New Atlas

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

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Они правили морями задолго до динозавров, но их ближайший родственник — морской червь: от кого произошли первые панцирные животные?

Более пятисот миллионов лет назад, в начале кембрийского периода, на планете произошел резкий скачок биологического разнообразия. В океанах появились практически все современные типы многоклеточных...

Чувствуют ли кошки стресс хозяина: ученые выяснили, как питомцы реагируют на наши гормоны

Взаимодействие человека и домашних животных привлекает внимание биологов уже несколько десятилетий. Однако подавляющая часть накопленных научных данных касается собак. Исследования неоднократно...

Зачем на советских усилителях была кнопка „Тонкомпенсация“ и когда её стоило нажимать

Стоило вечером убавить громкость, и знакомая запись словно теряла часть звучания. Голос оставался хорошо различимым, а бас становился слабее, ударные — менее выразительными. Нажатие...

На статуях Терракотовой армии нашли 79 отпечатков пальцев: кто создавал глиняную армию императора

Весной 1974 года крестьяне, копавшие колодец недалеко от китайского города Сиань, наткнулись на твердые обожженные черепки и глиняные головы. Вскоре на это место прибыли археологи. Так начались...

Карболит: куда исчезла знаменитая чёрная пластмасса СССР, из которой делали практически всё

В СССР из карболита делали корпуса радиоприёмников, выключатели, электрические вилки, ручки кастрюль и множество других бытовых вещей. Эти вещи служили десятилетиями и до сих пор встречаются в...