Американские инженеры нашли способ, как продлить срок службы литий-ионных батарей на 30% и повысить их производительность. Исследование опубликовано в издании Nature.
В работающем аккумуляторе ионы лития с каждым циклом разрядки-зарядки перемещаются между двумя электродами, но некоторые частицы не могут пробиться сквозь электролит и теряют электрохимические свойства. Со временем внутри появляются неактивные сгустки лития, из-за чего производительность накопителя энергии постепенно снижается.
Как выяснила команда из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США и Стэндфордского университета, частицы лития можно снова "пробудить", если правильно настроить процесс зарядки. Такая технология может не только улучшить современные батареи, но открыть конструкции с большей плотностью энергии для будущих поколений. К примеру, электромобили смогут дольше ездить без перезарядки, а смартфоны станут более автономными.
Физики предположили, что неактивные частицы лития можно вернуть к жизни, если прицельно направить на них напряжение. Чтобы проверить эти подозрения, они собрали "оптическую" батарею — специальное тестовое устройство, которое позволило наблюдать за изолированными сгустками в реальном времени во время зарядки. Как выяснилось в ходе эксперимента, на самом деле они не были полностью "мертвыми", а очень медленно перемещались к одному электроду во время зарядки и другому — при разрядке.
Ученые добавили стадию быстрой разрядки с сильным током сразу после завершения зарядки — в итоге сгусток преодолел нужное расстояние и достиг анода.
Ученые также отмечают, что изолированность лития представляет собой большую проблему для создания литий-металлических батарей следующего поколения, которые способны удерживать до 10 раз больше энергии, но весьма нестабильны. Внедрение новой технологии может помочь устранить этот недостаток.
В будущем открытие позволит реже заряжать электрокары и мобильные устройства.
Как сообщали Vesti.ua:
- Спасибо, Илон Маск: в Днепре во время зарядки Tesla сгорел двухэтажный дом;
- Дальность хода до 1000 км: Mercedes-Benz представил батарейный электрокар;
- Производителям аккумуляторов для электромобилей не хватает ученых.
