Pil yaşlanmasının sırrı

Batarya aralığı araştırmacılar için her zaman bir endişe kaynağı olmuştur, çünkü batarya ne kadar büyük olursa olsun, defalarca şarj etmemek mantıklı değildir. Lityum pillerin kullanım sırasında kapasiteyi azaltacağını hepimiz biliyoruz, ancak nedenini kimse bilmiyor. Son zamanlarda, ABD Enerji Bakanlığı pil yaşlanmasının nedenini keşfetti: nano ölçekli kristaller.

Araştırmacılar modern pillerin katot malzemelerini ve katot malzemelerini dikkatle incelediler ve bu malzemelerin kullanım sırasında doğrudan korozyona uğrayacağını buldular, ancak korozyon mekanizması hala belirsiz. Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ekibi, bir transmisyon elektron mikroskobu altında yüksek kaliteli nikel-oksijen katotları inceledi ve tekrarlanan şarj ve deşarj sırasında değişikliklerini kaydetti.

Ne kadar çok kullanırsan o kadar az kullanırsın

Deneyler, lityum iyonlarının pozitif ve negatif elektrotlardan geçtiğinde iyon kanalında sıkışıp nikel oksit ile reaksiyona girerek minik kristaller oluşturacağını göstermiştir. Bu kristaller, pilin iç yapısını, diğer iyonların etkili bir şekilde reaksiyona giremeyecek şekilde değiştirecek ve böylece pilin kullanılabilir kapasitesini azaltacaktır. Şaşırtıcı bir şekilde, bu zayıflık rastgele, düzenli değil.

Lityum pillerin kusurlu olmasının nedeni, bileşenlerinin kusurlu olmasıdır. Anot ve katodun yapısına ne kadar dikkat edersek edelim, hafif kristal hasarı olacaktır. Tıpkı kaynar su gibi, pürüzlü bir yüzey, sıcak suyun köpürmesine neden olur. Pil verilerinde bir boşluk olduğunda nanokristallerin ortaya çıkacağına inanılıyor.

Ne kadar çok kullanırsan o kadar az kullanırsın

Sol ok: lityum iyon kanalı; sağ atomik kayıp katmanıdır

ABD Enerji Ajansı ayrıca şarj hızının pil kapasitesi üzerindeki etkisi üzerine ikinci bir çalışma başlattı. Modern pillerin giderek küçüldüğünü ve bunun da ömrünü kısalttığını keşfettiler. Pil ne kadar büyükse ve ne kadar hızlı şarj edilirse, nanokristal oluşum hızı o kadar yavaş olur.

Peki nanokristallerin görünümünü nasıl durdurabiliriz? En azından yavaşlamasına izin verin. Teorik bir çözüm var. Araştırmacılar, atomik biriktirmeyi kullanarak, pil verilerindeki boşlukları doldurabileceklerini ve bu da en azından nanokristallerin gelişimini yavaşlatabileceğini buldular. Bu ağrıyı azaltır, ancak en azından kapasiteden ödün vermeden pilin küçülmesine izin verir. Elbette araştırmacılar, kristalleri kırmanın ve eski pilleri yenilemenin yollarını da araştırıyorlar.

Bu araştırma, yeni pil kapasitesinden daha değerli olabilir. Donanım için ürünün ömrü, şarj ve deşarj sayısına bağlıdır. Şimdi, birçok donanım tarafından kullanılan güç sistemi kapatılamadığından, bu araştırma, gücün kölesi olmayı bırakmamıza yardımcı olabilir.
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