Hemmeligheten bak batterialdring

Batterirekkevidde har alltid vært en bekymring for forskere, for uansett hvor stort batteriet er, er det ikke fornuftig å ikke lade det flere ganger. Vi vet alle at litiumbatterier vil redusere kapasiteten under bruk, men ingen vet årsaken. Nylig oppdaget det amerikanske energidepartementet årsaken til batterialdring: krystaller i nanoskala.

Forskere har nøye studert katodematerialene og katodematerialene til moderne batterier, og funnet ut at disse materialene vil korrodere direkte under bruk, men korrosjonsmekanismen er fortsatt uklar. Brookhaven National Laboratory-teamet studerte nikkel-oksygenkatoder av høy kvalitet under et transmisjonselektronmikroskop og registrerte endringene deres under gjentatt lading og utlading.

Jo mer du bruker, jo mindre bruker du

Eksperimenter har vist at når litiumioner passerer gjennom de positive og negative elektrodene, vil de sette seg fast i ionekanalen og reagere med nikkeloksid for å danne bittesmå krystaller. Disse krystallene vil endre den interne strukturen til batteriet slik at andre ioner ikke kan reagere effektivt, og dermed redusere batteriets brukbare kapasitet. Overraskende nok er denne svakheten tilfeldig, ikke vanlig.

Grunnen til at litiumbatterier er ufullkomne er at komponentene deres er ufullkomne. Uansett hvordan vi tar hensyn til strukturen til anoden og katoden, vil det være liten krystallskade. Akkurat som kokende vann, gjør en ujevn overflate mer sannsynlig at varmt vann skummer. Det antas at når det er et gap i batteridata, vil nanokrystaller vises.

Jo mer du bruker, jo mindre bruker du

Venstre pil: litiumionekanal; det høyre er det atomære tapslaget

Det amerikanske energibyrået lanserte også en andre studie om virkningen av ladehastighet på batterikapasiteten. De fant ut at moderne batterier blir mindre og mindre, noe som igjen reduserer levetiden. Jo større batteriet er og jo raskere det lades, desto langsommere blir nanokrystalldannelsen.

Så hvordan kan vi stoppe utseendet til nanokrystaller? La det i det minste avta. Det finnes en teoretisk løsning. Forskerne fant at ved å bruke atomavsetning kan de fylle ut hullene i batteridata, noe som i det minste kan bremse utviklingen av nanokrystaller. Dette reduserer smerten, men lar i det minste batteriet krympe uten å ofre kapasiteten. Selvfølgelig studerer forskere også måter å bryte krystaller og regenerere gamle batterier.

Denne forskningen kan være mer verdifull enn den nye batterikapasiteten. For maskinvare avhenger levetiden til produktet av antall ladinger og utladinger. Nå, fordi kraftsystemet som brukes av mye maskinvare ikke kan stenges, kan denne forskningen hjelpe oss å slutte å være slaver av makt.
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