Akun ikääntymisen salaisuus

Akun kantama on aina ollut tutkijoiden huolenaihe, sillä vaikka akku olisi kuinka iso, sitä ei ole järkevää jättää lataamatta useita kertoja. Me kaikki tiedämme, että litiumparistot vähentävät kapasiteettia käytön aikana, mutta kukaan ei tiedä syytä. Äskettäin Yhdysvaltain energiaministeriö löysi akun ikääntymisen syyn: nanomittakaavan kiteet.

Tutkijat ovat tutkineet huolellisesti nykyaikaisten akkujen katodimateriaaleja ja katodimateriaaleja ja havainneet, että nämä materiaalit syöpyvät suoraan käytön aikana, mutta korroosiomekanismi on edelleen epäselvä. Brookhaven National Laboratory -tiimi tutki korkealaatuisia nikkeli-happikatodeja transmissioelektronimikroskoopilla ja kirjasi niiden muutokset toistuvan latauksen ja purkamisen aikana.

Mitä enemmän käytät, sitä vähemmän käytät

Kokeet ovat osoittaneet, että kun litiumionit kulkevat positiivisen ja negatiivisen elektrodin läpi, ne juuttuvat ionikanavaan ja reagoivat nikkelioksidin kanssa muodostaen pieniä kiteitä. Nämä kiteet muuttavat akun sisäistä rakennetta niin, että muut ionit eivät voi reagoida tehokkaasti, mikä vähentää akun käyttökapasiteettia. Yllättäen tämä heikkous on satunnainen, ei säännöllinen.

Syy siihen, miksi litiumakut ovat epätäydellisiä, on niiden komponenttien epätäydellisyys. Riippumatta siitä, kuinka kiinnitämme huomiota anodin ja katodin rakenteeseen, tulee pieniä kidevaurioita. Aivan kuten kiehuva vesi, epätasainen pinta saa kuuman veden todennäköisemmin vaahtoamaan. Uskotaan, että kun akkutiedoissa on aukko, nanokiteitä ilmaantuu.

Mitä enemmän käytät, sitä vähemmän käytät

Vasen nuoli: litiumionikanava; oikea on atomihäviökerros

Yhdysvaltain energiavirasto käynnisti myös toisen tutkimuksen latausnopeuden vaikutuksesta akun kapasiteettiin. He havaitsivat, että nykyaikaiset akut pienenevät ja pienentyvät, mikä puolestaan ​​lyhentää niiden käyttöikää. Mitä suurempi akku ja mitä nopeammin se latautuu, sitä hitaammin nanokiteiden muodostuminen tapahtuu.

Joten kuinka voimme pysäyttää nanokiteiden ilmestymisen? Anna sen ainakin hidastua. Teoreettinen ratkaisu on olemassa. Tutkijat havaitsivat, että käyttämällä atomipinnoitusta he voivat täyttää aukot akkutiedoissa, mikä voi ainakin hidastaa nanokiteiden kehitystä. Tämä vähentää kipua, mutta antaa ainakin akun kutistua kapasiteetista tinkimättä. Tietenkin tutkijat tutkivat myös tapoja rikkoa kiteitä ja regeneroida vanhoja paristoja.

Tämä tutkimus voi olla arvokkaampi kuin uusi akun kapasiteetti. Laitteiston osalta tuotteen käyttöikä riippuu latausten ja purkausten lukumäärästä. Koska monien laitteiden käyttämää sähköjärjestelmää ei voida sammuttaa, tämä tutkimus voi auttaa meitä lopettamaan olemasta vallan orjia.
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