The secret of Battery aging

Диапазон заряда батареи всегда вызывал беспокойство у исследователей, потому что независимо от размера батареи не имеет смысла не заряжать ее несколько раз. Все мы знаем, что литиевые батареи уменьшают емкость во время использования, но никто не знает причины. Недавно Министерство энергетики США обнаружило причину старения батарей: наноразмерные кристаллы.

Исследователи тщательно изучили катодные материалы и катодные материалы современных аккумуляторов и обнаружили, что эти материалы будут подвергаться коррозии непосредственно во время использования, но механизм коррозии до сих пор неясен. Команда Брукхейвенской национальной лаборатории изучила высококачественные никель-кислородные катоды под просвечивающим электронным микроскопом и зафиксировала их изменения во время многократной зарядки и разрядки.

The more you use, the less you use

Experiments have shown that when lithium ions pass through the positive and negative electrodes, they will get stuck in the ion channel and react with nickel oxide to form tiny crystals. These crystals will change the internal structure of the battery so that other ions cannot react effectively, thereby reducing the battery’s usable capacity. Surprisingly, this weakness is random, not regular.

Причина несовершенства литиевых батарей в том, что их компоненты несовершенны. Как бы мы ни обращали внимание на структуру анода и катода, небольшие повреждения кристалла будут. Как и в случае с кипящей водой, из-за неровной поверхности горячая вода с большей вероятностью пенится. Считается, что при пропуске данных об аккумуляторе появятся нанокристаллы.

The more you use, the less you use

Left arrow: lithium ion channel; the right is the atomic loss layer

Энергетическое агентство США также начало второе исследование влияния скорости зарядки на емкость аккумулятора. Они обнаружили, что современные батареи становятся все меньше и меньше, что, в свою очередь, сокращает срок их службы. Чем больше размер аккумулятора и чем быстрее он заряжается, тем медленнее скорость образования нанокристаллов.

Итак, как мы можем остановить появление нанокристаллов? Хотя бы пусть помедленнее. Есть теоретическое решение. Исследователи обнаружили, что, используя атомное осаждение, они могут заполнить пробелы в данных о батареях, которые могут, по крайней мере, замедлить развитие нанокристаллов. Это уменьшает боль, но, по крайней мере, позволяет батарее сжиматься без ущерба для емкости. Конечно, исследователи также изучают способы разбивать кристаллы и восстанавливать старые батареи.

Это исследование может быть более ценным, чем новая емкость аккумулятора. Для оборудования срок службы продукта зависит от количества зарядок и разрядок. Теперь, когда система питания, используемая многими аппаратными средствами, не может быть отключена, это исследование может помочь нам перестать быть рабами власти.
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