Попыткам улучшить литиево-ионные батареи несть числа. Большинство из тех разработок, что попадали в наше поле зрения, было направлено на увеличение удельной емкости, сокращение времени зарядки и продление срока службы, но никто не занимался исключительно выяснением причин, по которым литиево-ионные батареи служат недолго.
Как стало известно, группа ученых из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory, PNLL — крупный научно-исследовательский комплекс, один из девяти исследовательских центров Министерства энергетики США) занималась именно этим.
Исследователи выяснили, что основной виновник краткости века батарей — отрицательные электроды из оксида олова, используемые в батареях. Точнее говоря, их структура, образованная большим количеством микроскопических проводков. В процессе зарядки они значительно увеличиваются и деформируются. «Наполняясь» ионами лития, проводки утолщаются на треть и удлиняются вдвое, постепенно разрушаясь. При этом аккуратная кристаллическая структура превращается в подобие аморфного стекловидного материала. В определенный момент изменения делают батарею непригодной к дальнейшему использованию.
Ученые подсказали и выход из ситуации. По их мнению, более устойчивыми были бы не монолитные проводки, а проводки, свитые из большого количества более тонких, подобно тому, как стальные канаты свиты из отдельных жил. Жаль, что пока такую структуру внутри литиево-ионной батареи легче представить себе, чем сделать.
Источник: PNLL