Tajna starenja baterija

Domet baterije oduvijek je zabrinjavao istraživače, jer koliko god baterija bila velika, nema smisla ne puniti je više puta. Svi znamo da će litijeve baterije smanjiti kapacitet tijekom korištenja, ali nitko ne zna razlog. Nedavno je Ministarstvo energetike SAD-a otkrilo uzrok starenja baterija: kristale nano-razmjera.

Istraživači su pažljivo proučavali katodne materijale i katodne materijale modernih baterija i otkrili da će ti materijali tijekom uporabe izravno korodirati, ali mehanizam korozije je još uvijek nejasan. Tim Brookhaven National Laboratory proučavao je visokokvalitetne katode nikal-kisik pod transmisijskim elektronskim mikroskopom i bilježio njihove promjene tijekom ponovnog punjenja i pražnjenja.

Što više koristite, manje koristite

Eksperimenti su pokazali da kada litijevi ioni prolaze kroz pozitivnu i negativnu elektrodu, oni će se zaglaviti u ionskom kanalu i reagirati s nikal oksidom stvarajući sićušne kristale. Ti će kristali promijeniti unutarnju strukturu baterije tako da drugi ioni ne mogu učinkovito reagirati, čime se smanjuje upotrebljivi kapacitet baterije. Začudo, ova slabost je nasumična, a ne redovita.

Razlog zašto su litijeve baterije nesavršene je taj što su njihove komponente nesavršene. Bez obzira na to kako pazimo na strukturu anode i katode, doći će do blagog oštećenja kristala. Baš kao i kipuća voda, zbog neravne površine postoji veća vjerojatnost da će se pjeniti vruća voda. Vjeruje se da će se, kada postoji praznina u podacima o bateriji, pojaviti nanokristali.

Što više koristite, manje koristite

Strelica lijevo: litij-ionski kanal; desno je sloj atomskog gubitka

Američka agencija za energiju također je pokrenula drugu studiju o utjecaju brzine punjenja na kapacitet baterije. Otkrili su da su moderne baterije sve manje i manje, što zauzvrat smanjuje njihov vijek trajanja. Što je baterija veća i što se brže puni, to je sporija stopa stvaranja nanokristala.

Dakle, kako možemo zaustaviti pojavu nanokristala? Neka se barem uspori. Postoji teorijsko rješenje. Istraživači su otkrili da korištenjem atomskog taloženja mogu popuniti praznine u podacima o baterijama, što može barem usporiti razvoj nanokristala. To smanjuje bol, ali barem omogućuje da se baterija smanji bez žrtvovanja kapaciteta. Naravno, istraživači također proučavaju načine razbijanja kristala i regeneracije starih baterija.

Ovo istraživanje može biti vrijednije od novog kapaciteta baterije. Što se tiče hardvera, vijek trajanja proizvoda ovisi o broju punjenja i pražnjenja. Budući da se sustav napajanja koji koristi mnogi hardver ne može ugasiti, ovo nam istraživanje može pomoći da prestanemo biti robovi energije.
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