バッテリーの老化の秘訣

バッテリーの範囲は、研究者にとって常に懸念事項でした。バッテリーがいくら大きくても、何度も充電しないのは意味がないからです。 リチウム電池は使用中に容量が減少することは誰もが知っていますが、その理由は誰にもわかりません。 最近、米国エネルギー省は、バッ​​テリーの老化の原因であるナノスケールの結晶を発見しました。

研究者は、現代の電池の陰極材料と陰極材料を注意深く研究し、これらの材料が使用中に直接腐食することを発見しましたが、腐食メカニズムはまだ不明です。 ブルックヘブン国立研究所のチームは、透過型電子顕微鏡で高品質のニッケル酸素カソードを研究し、充電と放電を繰り返したときの変化を記録しました。

使用すればするほど、使用量は少なくなります

実験によると、リチウムイオンが正極と負極を通過すると、イオンチャネルに詰まり、酸化ニッケルと反応して小さな結晶を形成します。 これらの結晶は電池の内部構造を変化させ、他のイオンが効果的に反応できなくなり、電池の使用可能容量が減少します。 驚いたことに、この弱点はランダムであり、定期的ではありません。

リチウム電池が不完全である理由は、それらのコンポーネントが不完全であるためです。 アノードとカソードの構造にどのように注意を払っても、わずかな結晶損傷があります。 沸騰したお湯と同じように、表面が平らでないため、お湯が泡立ちやすくなります。 電池データにギャップがあると、ナノ結晶が現れると考えられています。

使用すればするほど、使用量は少なくなります

左矢印：リチウムイオンチャネル。 右は原子損失層です

米国エネルギー情報局は、充電速度がバッテリー容量に与える影響に関するXNUMX番目の調査も開始しました。 彼らは、現代のバッテリーがどんどん小さくなっていることを発見しました。 バッテリーが大きく、充電が速いほど、ナノ結晶の形成速度は遅くなります。

では、どうすればナノ結晶の出現を止めることができるでしょうか？ 少なくとも減速させてください。 理論的な解決策があります。 研究者らは、原子層堆積を使用することで、バッテリーデータのギャップを埋めることができ、少なくともナノ結晶の発達を遅らせることができることを発見しました。 これにより痛みは軽減されますが、少なくとも容量を犠牲にすることなくバッテリーを収縮させることができます。 もちろん、研究者たちは結晶を破壊して古い電池を再生する方法も研究しています。

この研究は、新しいバッテリー容量よりも価値があるかもしれません。 ハードウェアの場合、製品の寿命は充電と放電の回数によって異なります。 現在、多くのハードウェアで使用されている電源システムをシャットダウンできないため、この調査は、電源のスレーブになるのをやめるのに役立ちます。
与原文有関連性更多信息要查看О別翻訳译信息、您必须入相で原文