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

В Солнечной системе может быть еще одна звезда: где она прячется и почему ее не видят телескопы

В 1982 году американские палеонтологи Дэвид Рауп и Джек Сепкоски опубликовали в научном журнале Science масштабное исследование. Они собрали самую полную на тот момент базу данных о вымираниях...

Вселенная гораздо старше, а темной материи и энергии не существует: новая теория выдержала проверку рождением первых элементов

Любая космологическая теория, которая претендует на описание устройства Вселенной, обязана пройти проверку первичным нуклеосинтезом. Так в астрофизике называют процесс образования первых атомных...

Денежная шахта: почему более двухсот лет не удаётся достать спрятанный клад на острове Оук

Небольшой остров Оук расположен в заливе Махон у побережья Новой Шотландии в Канаде. С конца XVIII века он стал местом одной из самых продолжительных и затратных попыток найти спрятанный клад....

Почему Крымскую АЭС забросили, хотя она была готова почти на 90%

В декабре 1982 года строители Крымской АЭС торжественно залили первые кубометры бетона в основание реакторного отделения. На бетоновозе закрепили плакат с обещанием построить первый энергоблок в...

Страна Пунт: египтяне плавали туда за редкостями, а мы спорим, где она находилась

Мы знаем, что египтяне привозили из Пунта. Знаем имя одного из его правителей и даже можем посмотреть, как художники изобразили его жену. Сохранились изображения кораблей, грузов и домов на опорах....

Как песчаный остров Сейбл погубил сотни кораблей

У Сейбла судно могло сесть на мель ещё до того, как команда замечала берег. Подводные песчаные косы уходят далеко за оконечности острова, а низкую сушу часто скрывает туман. За несколько столетий...