Вчені відкрили скловидний літій, який збільшує термін служби акумуляторних батарей для електромобілів

Американські вчені відкрили некристалічний «склоподібний» літій, який збільшує термін служби акумуляторних батарей для електромобілів.

Про це йдеться в опублікованому у журналі Nature Materials дослідженні вчених з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та Національної лабораторії Айдахо, передає energosmi

«Склоподібний» літій, який утворюється на самих ранніх стадіях перезарядки літію, допоможе налагодити підходи до перезарядки, щоб збільшити термін служби батарей і зробити склоподібні метали для інших додатків, - зауважують вчені. - На таких стадіях повільна зарядка з низькою енергією змушує електроди збирати атоми неорганізованим чином, що покращує поведінку при зарядці. Раніше такого не спостерігалося».


Наноструктурні атоми літію (синій), що осідають на електроді (жовтий) під час зарядки акумулятора

В ході перезарядки високоенергетичних акумуляторних батарей спосіб осадження атомів літію на аноді може змінюватися від одного циклу перезарядки до іншого, що призводить до безладної підзарядки і скорочення терміну служби батареї.

«Склоподібний» літій вчені змогли побачити, об'єднавши зображення і аналіз, отримані за допомогою потужного електронного мікроскопа, з охолодженням рідким азотом і комп'ютерним моделюванням. Електронна мікроскопія в криогенному стані дозволила науковцям спостерігати створення «зародків» з металевого літію, а комп'ютерне моделювання допомогло пояснити те, що вони бачили. Вчені виявили, що певні умови створюють менш структуровану форму літію, яка була аморфною (як скло), а не кристалічною (як алмаз).

Під час перезарядки склоподібні літієві ембріони з більшою ймовірністю залишалися аморфними протягом усього зростання. Вивчаючи умови, що сприяють склоподібному зародку, команда виявила, що вони змогли отримати аморфний метал в дуже м'яких умовах при дуже низькій швидкості зарядки. Цей результат був нелогічним, тому що експерти припускали, що повільні швидкості осадження дозволять атомам потрапити в упорядкований кристалічний літій. Тим не менш, моделювання пояснило, як кінетика реакції керує склоподібним утворенням. Щоб підтвердити ці результати, вчені створили склоподібні форми ще чотирьох хімічно активних металів, які привабливі для акумуляторних батарей.

Дослідження профінансував консорціум Battery500 - ініціатива Міністерства енергетики, яка покликана розробити комерційно життєздатні акумуляторні батареї для електромобілів з питомою енергією на рівні елементів 500 Вт-год/кг.

Якщо Ви помітили орфографічну помилку, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Новини по темі:

comments powered by Disqus
Система Orphus
Щотижнева
e-mail розсилка

Не пропустіть події: