Aku vananemise saladus

Aku tööulatus on teadlastele alati muret valmistanud, sest ükskõik kui suur aku ka poleks, pole mõtet seda mitu korda laadimata jätta. Me kõik teame, et liitiumakud vähendavad kasutamise ajal mahtuvust, kuid keegi ei tea põhjust. Hiljuti avastas USA energeetikaministeerium akude vananemise põhjuse: nanomõõtmelised kristallid.

Teadlased on hoolikalt uurinud kaasaegsete akude katoodmaterjale ja katoodmaterjale ning leidnud, et need materjalid korrodeeruvad kasutamise ajal otseselt, kuid korrosioonimehhanism on endiselt ebaselge. Brookhaveni riikliku labori meeskond uuris ülekandeelektronmikroskoobi all kvaliteetseid nikli-hapniku katoode ja registreeris nende muutused korduva laadimise ja tühjenemise ajal.

Mida rohkem kasutad, seda vähem kasutad

Katsed on näidanud, et kui liitiumioonid läbivad positiivse ja negatiivse elektroodi, jäävad need ioonikanalisse kinni ja reageerivad nikkeloksiidiga, moodustades pisikesi kristalle. Need kristallid muudavad aku sisemist struktuuri nii, et teised ioonid ei saa tõhusalt reageerida, vähendades seeläbi aku kasutatavat mahtu. Üllataval kombel on see nõrkus juhuslik, mitte regulaarne.

Põhjus, miks liitiumakud on ebatäiuslikud, on nende komponendid ebatäiuslikud. Ükskõik, kuidas me anoodi ja katoodi struktuurile tähelepanu pöörame, tekib väike kristallkahjustus. Nii nagu keeva vee puhul, tekitab ebatasane pind kuuma vee tõenäolisemalt vahtu. Usutakse, et kui aku andmetes on lünk, tekivad nanokristallid.

Mida rohkem kasutad, seda vähem kasutad

Vasak nool: liitiumiooni kanal; paremal on aatomikao kiht

USA energiaagentuur käivitas ka teise uuringu laadimiskiiruse mõju kohta aku mahutavusele. Nad leidsid, et kaasaegsed akud muutuvad järjest väiksemaks, mis omakorda vähendab nende eluiga. Mida suurem on aku ja mida kiiremini see laetakse, seda aeglasem on nanokristallide moodustumine.

Niisiis, kuidas me saame peatada nanokristallide ilmumise? Laske sellel vähemalt aeglustada. Teoreetiline lahendus on olemas. Teadlased leidsid, et aatomsadestamise abil saavad nad täita lüngad akuandmetes, mis võib vähemalt aeglustada nanokristallide arengut. See vähendab valu, kuid võimaldab vähemalt akul kahaneda ilma mahutavust ohverdamata. Loomulikult uurivad teadlased ka võimalusi kristallide purustamiseks ja vanade patareide taastamiseks.

See uuring võib olla väärtuslikum kui uus aku mahutavus. Riistvara puhul sõltub toote eluiga laadimiste ja tühjenemiste arvust. Kuna paljude riistvarade kasutatavat toitesüsteemi ei saa sulgeda, võib see uuring aidata meil lõpetada võimu orjad.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 查看 翻译 翻译 信息 您 必须 输入 相应 原文