Az akkumulátor öregedésének titka

Az akkumulátor hatótávolsága mindig is foglalkoztatta a kutatókat, mert akármekkora is az akkumulátor, nincs értelme nem többszörösen feltölteni. Mindannyian tudjuk, hogy a lítium akkumulátorok csökkentik a kapacitásukat használat közben, de senki sem tudja az okát. Nemrég az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma felfedezte az akkumulátorok öregedésének okát: nanoméretű kristályokat.

A kutatók alaposan tanulmányozták a modern akkumulátorok katódanyagait és katódanyagait, és azt találták, hogy ezek az anyagok használat közben közvetlenül korrodálódnak, de a korróziós mechanizmus még mindig nem tisztázott. A Brookhaven National Laboratory csapata kiváló minőségű nikkel-oxigén katódokat tanulmányozott transzmissziós elektronmikroszkóp alatt, és rögzítette változásaikat az ismételt töltés és kisütés során.

Minél többet használsz, annál kevesebbet használsz

Kísérletek kimutatták, hogy amikor a lítium-ionok áthaladnak a pozitív és negatív elektródákon, megrekednek az ioncsatornában, és reakcióba lépnek a nikkel-oxiddal, apró kristályokat képezve. Ezek a kristályok megváltoztatják az akkumulátor belső szerkezetét, így más ionok nem tudnak hatékonyan reagálni, ezáltal csökkentik az akkumulátor hasznosítható kapacitását. Meglepő módon ez a gyengeség véletlenszerű, nem rendszeres.

A lítium akkumulátorok tökéletlensége az, hogy az alkatrészeik tökéletlenek. Hiába figyelünk az anód és a katód szerkezetére, enyhe kristálysérülések lesznek. Csakúgy, mint a forrásban lévő víz, az egyenetlen felület miatt a forró víz nagyobb valószínűséggel habzik. Úgy gondolják, hogy ha hiány van az akkumulátoradatokban, nanokristályok jelennek meg.

Minél többet használsz, annál kevesebbet használsz

Balra nyíl: lítium-ion csatorna; a jobb oldali az atomi veszteségréteg

Az Egyesült Államok Energiaügynöksége egy második tanulmányt is elindított a töltési sebességnek az akkumulátor kapacitására gyakorolt ​​hatásáról. Azt találták, hogy a modern akkumulátorok egyre kisebbek és kisebbek, ami viszont csökkenti az élettartamukat. Minél nagyobb az akkumulátor és minél gyorsabban töltődik, annál lassabb a nanokristályok képződése.

Tehát hogyan állíthatjuk meg a nanokristályok megjelenését? Legalább lassítson. Van egy elméleti megoldás. A kutatók azt találták, hogy atomi leválasztással pótolhatják az akkumulátoradatokban lévő hiányosságokat, ami legalább lelassíthatja a nanokristályok fejlődését. Ez csökkenti a fájdalmat, de legalább lehetővé teszi az akkumulátor zsugorodását a kapacitás feláldozása nélkül. Természetesen a kutatók a kristályok törésének és a régi elemek regenerálásának módjait is vizsgálják.

Ez a kutatás értékesebb lehet, mint az új akkumulátorkapacitás. Hardver esetében a termék élettartama a töltések és kisütések számától függ. Most, mivel a sok hardver által használt energiarendszert nem lehet leállítani, ez a kutatás segíthet abban, hogy ne legyünk a hatalom rabszolgái.
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