Hemmeligheden bag batteriældning

Batterirækkevidde har altid været en bekymring for forskere, for uanset hvor stort batteriet er, giver det ikke mening ikke at lade det op flere gange. Vi ved alle, at lithium-batterier vil reducere kapaciteten under brug, men ingen kender årsagen. For nylig opdagede det amerikanske energiministerium årsagen til batteriets aldring: krystaller i nanoskala.

Forskere har omhyggeligt studeret katodematerialerne og katodematerialerne i moderne batterier og fundet ud af, at disse materialer vil korrodere direkte under brug, men korrosionsmekanismen er stadig uklar. Brookhaven National Laboratory-teamet studerede nikkel-oxygenkatoder af høj kvalitet under et transmissionselektronmikroskop og registrerede deres ændringer under gentagen opladning og afladning.

Jo mere du bruger, jo mindre bruger du

Eksperimenter har vist, at når lithiumioner passerer gennem de positive og negative elektroder, vil de sætte sig fast i ionkanalen og reagere med nikkeloxid for at danne små krystaller. Disse krystaller vil ændre batteriets indre struktur, så andre ioner ikke kan reagere effektivt, og derved reducere batteriets brugbare kapacitet. Overraskende nok er denne svaghed tilfældig, ikke regelmæssig.

Grunden til, at lithium-batterier er ufuldkomne, er, at deres komponenter er ufuldkomne. Uanset hvordan vi er opmærksomme på strukturen af ​​anoden og katoden, vil der være en lille krystalskade. Ligesom kogende vand gør en ujævn overflade varmt vand mere tilbøjelige til at skumme. Det menes, at når der er et hul i batteridata, vil nanokrystaller dukke op.

Jo mere du bruger, jo mindre bruger du

Venstre pil: lithium-ionkanal; det højre er det atomare tabslag

Det amerikanske energiagentur lancerede også en anden undersøgelse om virkningen af ​​opladningshastighed på batterikapaciteten. De fandt ud af, at moderne batterier bliver mindre og mindre, hvilket igen reducerer deres levetid. Jo større batteriet er, og jo hurtigere det oplades, jo langsommere er nanokrystaldannelsen.

Så hvordan kan vi stoppe forekomsten af ​​nanokrystaller? Lad det i det mindste bremse. Der er en teoretisk løsning. Forskerne fandt ud af, at de ved at bruge atomaflejring kan udfylde hullerne i batteridata, hvilket i det mindste kan bremse udviklingen af ​​nanokrystaller. Dette mindsker smerten, men tillader i det mindste batteriet at krympe uden at ofre kapaciteten. Selvfølgelig studerer forskere også måder at bryde krystaller og regenerere gamle batterier.

Denne forskning kan være mere værdifuld end den nye batterikapacitet. For hardware afhænger produktets levetid af antallet af opladninger og afladninger. Nu, fordi det strømsystem, der bruges af mange hardware, ikke kan lukkes ned, kan denne forskning hjælpe os med at stoppe med at være slaver af magten.
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