Тайната на стареенето на батерията

Обхватът на батерията винаги е бил проблем за изследователите, тъй като без значение колко голяма е батерията, няма смисъл да не я зареждате няколко пъти. Всички знаем, че литиевите батерии намаляват капацитета по време на употреба, но никой не знае причината. Наскоро Министерството на енергетиката на САЩ откри причината за стареенето на батериите: наномащабни кристали.

Изследователите внимателно са проучили катодните материали и катодните материали на съвременните батерии и са установили, че тези материали ще корозират директно по време на употреба, но механизмът на корозия все още е неясен. Екипът на Националната лаборатория в Брукхейвън изследва висококачествени никел-кислородни катоди под трансмисионен електронен микроскоп и записва промените им по време на многократно зареждане и разреждане.

Колкото повече използвате, толкова по-малко използвате

Експериментите показват, че когато литиеви йони преминават през положителните и отрицателните електроди, те ще се забият в йонния канал и ще реагират с никелов оксид, за да образуват малки кристали. Тези кристали ще променят вътрешната структура на батерията, така че други йони да не могат да реагират ефективно, като по този начин намаляват полезния капацитет на батерията. Изненадващо, тази слабост е случайна, а не редовна.

Причината, поради която литиевите батерии са несъвършени, е, че техните компоненти са несъвършени. Без значение как обръщаме внимание на структурата на анода и катода, ще има леки кристални повреди. Точно като вряща вода, неравната повърхност прави горещата вода по-вероятно да се пени. Смята се, че когато има пропуск в данните за батерията, ще се появят нанокристали.

Колкото повече използвате, толкова по-малко използвате

Стрелка вляво: литиево-йонен канал; вдясно е слоят за атомна загуба

Американската енергийна агенция също стартира второ проучване за влиянието на скоростта на зареждане върху капацитета на батерията. Те открили, че съвременните батерии стават все по-малки и по-малки, което от своя страна намалява живота им. Колкото по-голяма е батерията и колкото по-бързо се зарежда, толкова по-бавна е скоростта на образуване на нанокристали.

И така, как можем да спрем появата на нанокристали? Поне нека се забави. Има теоретично решение. Изследователите открили, че чрез използване на атомно отлагане, те могат да запълнят празнините в данните за батерията, което може поне да забави развитието на нанокристалите. Това намалява болката, но поне позволява на батерията да се свие, без да жертва капацитета. Разбира се, изследователите проучват и начини за разбиване на кристали и регенериране на стари батерии.

Това изследване може да е по-ценно от новия капацитет на батерията. За хардуера животът на продукта зависи от броя на зареждането и разреждането. Сега, тъй като захранващата система, използвана от много хардуер, не може да бъде изключена, това изследване може да ни помогне да спрем да бъдем роби на властта.
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