Die geheim van batteryveroudering

Batteryreeks was nog altyd ‘n bekommernis vir navorsers, want maak nie saak hoe groot die battery is nie, dit maak nie sin om dit nie meermale te laai nie. Ons weet almal dat litiumbatterye die kapasiteit tydens gebruik sal verminder, maar niemand weet wat die rede is nie. Onlangs het die Amerikaanse departement van energie die oorsaak van batteryveroudering ontdek: nanoskaalkristalle.

Navorsers het die katodemateriale en katodemateriale van moderne batterye noukeurig bestudeer en gevind dat hierdie materiale direk tydens gebruik sal korrodeer, maar die korrosiemeganisme is nog onduidelik. Die Brookhaven Nasionale Laboratorium-span het nikkel-suurstofkatodes van hoë gehalte onder ‘n transmissie-elektronmikroskoop bestudeer en hul veranderinge tydens herhaalde laai en ontlading aangeteken.

Hoe meer jy gebruik, hoe minder gebruik jy

Eksperimente het getoon dat wanneer litiumione deur die positiewe en negatiewe elektrodes beweeg, hulle in die ioonkanaal sal vassit en met nikkeloksied sal reageer om klein kristalle te vorm. Hierdie kristalle sal die interne struktuur van die battery verander sodat ander ione nie effektief kan reageer nie, en sodoende die battery se bruikbare kapasiteit verminder. Verbasend genoeg is hierdie swakheid lukraak, nie gereeld nie.

Die rede waarom litiumbatterye onvolmaak is, is dat hul komponente onvolmaak is. Maak nie saak hoe ons aandag gee aan die struktuur van die anode en katode nie, daar sal geringe kristalskade wees. Net soos kookwater, maak ‘n ongelyke oppervlak warm water meer geneig om te skuim. Daar word geglo dat wanneer daar ‘n gaping in batterydata is, nanokristalle sal verskyn.

Hoe meer jy gebruik, hoe minder gebruik jy

Linkerpyltjie: litiumioonkanaal; die regterkant is die atoomverlieslaag

Die Amerikaanse Energie-agentskap het ook ‘n tweede studie van stapel gestuur oor die impak van laaispoed op batterykapasiteit. Hulle het gevind dat moderne batterye al hoe kleiner word, wat weer hul lewensduur verminder. Hoe groter die battery en hoe vinniger dit gelaai word, hoe stadiger is die tempo van nanokristalvorming.

So, hoe kan ons die voorkoms van nanokristalle stop? Laat dit darem stadiger word. Daar is ‘n teoretiese oplossing. Die navorsers het bevind dat deur atoomafsetting te gebruik, hulle die gapings in batterydata kan vul, wat die ontwikkeling van nanokristalle ten minste kan vertraag. Dit verminder die pyn, maar laat die battery ten minste krimp sonder om kapasiteit in te boet. Navorsers bestudeer natuurlik ook maniere om kristalle te breek en ou batterye te regenereer.

Hierdie navorsing kan meer waardevol wees as die nuwe batterykapasiteit. Vir hardeware hang die lewensduur van die produk af van die aantal laai en ontlaai. Nou, omdat die kragstelsel wat deur baie hardeware gebruik word nie gesluit kan word nie, kan hierdie navorsing ons help om op te hou om slawe van krag te wees.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 查看 其他 翻译 信息 ， 您 必须 输入 相应 原文