Причины недолговечной работы литий-ионных аккумуляторов попытались понять ученые из Саудовской Аравии и США. Результаты этих исследований были опубликованы в журнале Nano Letters.
Сегодня в таких устройствах, как ноутбуки, цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, электромобили и видеокамеры, литий-ионный аккумулятор остается самым популярным типом аккумуляторов, представляя собой пару электродов, разделенных специальным материалом, пропитанным электролитом.
В таких устройствах носителями заряда являются ионы лития. Исследования транспорта зарядов в литий-ионных аккумуляторах, проведенные с использованием электронной микроскопии, продемонстрировали, что недолговечность такого рода батарей связана с изменениями, возникающими на их аноде.
Исследователи установили, что происходящая на поверхности электрода анизотропная диффузия ионов лития приводит к возникновению локальных дислокаций кристаллической решетки. Как результат этого явления – структура анода изменяется, прекращая быть неоднородной. Именно это и приводит к неэффективному транспорту в нем зарядов.
Сегодня крайней недолговечности работы литий-ионных аккумуляторов посвящено множество работ. Исследователи надеются, что их работа сможет помочь в создании новых аккумуляторных батарей, например, с электродами из антимонида цинка. Также исследование может оказаться полезным при разработке серии устройств со слоистыми электродами, по наблюдениям специалистов, в которых сильнее всего проявляют себя изменения в структуре кристаллической решетки.
Напомним, ранее сообщалось, что американские ученые создали батарею с электродами из жидкого металла.
В новой батарее два жидких электродных слоя разделяет слой жидкого электролита. В новом аккумуляторе металлы и электролит имеют разные плотности, что не позволяет им перемешаться.
Ранее в качестве вещества для верхнего электрода в жидкой батарее ученые использовали жидкий магний, для нижнего – сурьму, а в качестве слоя же электролита применялся солевой раствор. Но выполнять свои функции такое устройство могло лишь при температуре около 700 градусов Цельсия.
Служба информации «НВ»
