סוד הזדקנות הסוללה

טווח הסוללה תמיד היה דאגה לחוקרים, כי לא משנה כמה גדולה הסוללה, אין זה הגיוני לא לטעון אותה מספר פעמים. כולנו יודעים שסוללות ליתיום יפחיתו את הקיבולת במהלך השימוש, אבל אף אחד לא יודע מה הסיבה. לאחרונה, משרד האנרגיה האמריקאי גילה את הסיבה להזדקנות הסוללה: גבישים בקנה מידה ננו.

חוקרים חקרו בקפידה את חומרי הקתודה וחומרי הקתודה של סוללות מודרניות, ומצאו כי חומרים אלו יתכלו ישירות במהלך השימוש, אך מנגנון הקורוזיה עדיין לא ברור. צוות המעבדה הלאומית ברוקהייבן חקר קתודות ניקל-חמצן באיכות גבוהה תחת מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת ותיעד את השינויים שלהן במהלך טעינה ופריקה חוזרות ונשנות.

ככל שאתה משתמש יותר, אתה משתמש פחות

ניסויים הראו שכאשר יוני ליתיום עוברים דרך האלקטרודות החיוביות והשליליות, הם ייתקעו בתעלת היונים ויגיבו עם תחמוצת ניקל ליצירת גבישים זעירים. גבישים אלו ישנו את המבנה הפנימי של הסוללה כך שיונים אחרים לא יוכלו להגיב ביעילות, ובכך יפחיתו את הקיבולת השמישה של הסוללה. באופן מפתיע, החולשה הזו היא אקראית, לא קבועה.

הסיבה לכך שסוללות ליתיום אינן מושלמות היא שהרכיבים שלהן אינם מושלמים. לא משנה איך נשים לב למבנה האנודה והקתודה, יהיה נזק גביש קל. בדיוק כמו מים רותחים, משטח לא אחיד גורם למים חמים יותר להקציף. מאמינים שכאשר יש פער בנתוני הסוללה, יופיעו ננו-גבישים.

ככל שאתה משתמש יותר, אתה משתמש פחות

חץ שמאלה: תעלת יון ליתיום; הימין הוא שכבת האובדן האטומי

סוכנות האנרגיה האמריקאית השיקה גם מחקר שני על השפעת מהירות הטעינה על קיבולת הסוללה. הם גילו שהסוללות המודרניות הולכות וקטנות יותר, מה שבתורו מקטין את אורך החיים שלהן. ככל שהסוללה גדולה יותר וככל שהיא נטענת מהר יותר, כך קצב היווצרות הננו-גביש איטי יותר.

אז איך נוכל לעצור את הופעתם של ננו-גבישים? לפחות תן לזה להאט. יש פתרון תיאורטי. החוקרים גילו שבאמצעות תצהיר אטומי הם יכולים להשלים את הפערים בנתוני הסוללה, מה שיכול לפחות להאט את התפתחותם של ננו-גבישים. זה מפחית את הכאב, אבל לפחות מאפשר לסוללה להתכווץ מבלי לוותר על הקיבולת. כמובן, חוקרים חוקרים גם דרכים לשבור גבישים ולחדש סוללות ישנות.

מחקר זה עשוי להיות בעל ערך רב יותר מקיבולת הסוללה החדשה. עבור חומרה, חיי המוצר תלויים במספר הטעינה והפריקה. כעת, מכיוון שלא ניתן לכבות את מערכת החשמל המשמשת חומרות רבות, המחקר הזה יכול לעזור לנו להפסיק להיות עבדים לכוח.
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