Сегодня 28 мая 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные раскрыли загадку взрывоопасности литиевых батарей с твёрдым электролитом

Группа учёных из Массачусетского технологического института и Университета Брауна выяснила, каким образом в твёрдом электролите литиевых аккумуляторов образуются токопроводящие дорожки от одного электрода к другому, что ведёт к короткому замыканию батарей. Открытие откроет путь к созданию лёгких, ёмких и безопасных аккумуляторов.

 Литиевые нити растут в электрлите по направлению приложенных усилий, что устранит опасность короткого замыкания.Источник изображения: MIT

Литиевые нити растут в электролите по направлению приложенных усилий, что устранит опасность короткого замыкания. Источник изображения: MIT

Из опыта работы с литиевыми аккумуляторами известно, что в процессе химических реакций в батарее на электродах осаждается литий. По мере эксплуатации батареи литиевые иглы могут проткнуть мембрану и замкнуться на втором электроде, вызвав короткое замыкание и сильное воспламенение в случае жидких электролитов. Перспективные литиевые батареи с твёрдым электролитом на основе керамики обещают не вспыхивать открытым огнём, но осаждение лития в них всё равно происходит и выводит их из строя.

До сих пор учёных мучил вопрос, как мягкий литий проникает в твёрдую керамику и создаёт там ветвящуюся структуру? Твёрдый и непрозрачный электролит не позволяет воочию увидеть процесс распространения ветвей лития — дендритов — от одного электрода к другому. Чтобы понять физику и химию процесса, учёные создали макет твердотельного литиевого аккумулятора и провели с ним ряд опытов.

Выяснилось, что литий проникает в твёрдый электролит только тогда, когда в нём образуются микротрещины. А конструкция современных батарей такова, что физическое напряжение в батареях всегда создаётся перпендикулярно электродам и среде электролита. Подобная конструкция способствует распространению микротрещин от электрода к электроду и, следовательно, ведёт к образованию токовых дорожек из металлического лития до тех пор, пока не происходит короткое замыкание.

После обнаружения указанного эффекта (или дефекта) учёные создали давление на бутерброд из пластин электродов и твёрдого электролита в поперечном направлении. Тем самым образование микротрещин шло в направлении параллельно электродам, что не могло привести к короткому замыканию, даже если в материале росли дендриты из лития. Исследователи утверждают, что создать физическое напряжение в литиевых батареях в нужном направлении можно простым и доступным для массового производства способом. Сегодня для этого есть все технологии и никаких сверхусилий для этого не нужно.

Команда собирается подать патент на изобретение надёжных твердотельных литиевых аккумуляторов, хотя сама не собирается их выпускать. Для этого есть ведущие производители батарей, которым необходимо лишь воспользоваться новыми знаниями.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
TSMC уверена в запуске 2-нм техпроцесса в следующем году, а Samsung намерена ускорить освоение 1-нм технологии 19 мин.
Звёзды могут пропускать стадию сверхновой и сразу превращаться в чёрную дыру 3 ч.
«Ростелеком» создаст биллинговую систему для сегментов B2B/B2G на платформе Nexign 3 ч.
Adata представит консоль XPG NIA, мощный ИИ-ноутбук и множество других новинок на Computex 2024 3 ч.
Acer представила игровой ноутбук Chromebook Plus 516 GE с новой игровой панелью ChromeOS 4 ч.
Acer, ASUS и HP представили свежие Chromebook Plus, у которых ещё больше ИИ-функций от Google 6 ч.
SpaceX доставит в космос японско-европейский спутник EarthCARE для изучения земных облаков 6 ч.
Apple разрешила LG и Samsung запустить массовое производство OLED-экранов для iPhone 16 6 ч.
ASML обновила рекорд плотности транзисторов на EUV-сканере и рассказала о перспективной технологии Hyper-NA 6 ч.
BYD создала гибридную силовую установку с запасом хода в 2100 км — из Москвы в Тюмень без дозаправки и подзарядки 6 ч.