Сегодня 05 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

«Во всём виноват катод»: учёные определили, откуда у твердотельных литиевых аккумуляторов растут дендриты

Учёные из Института им. Макса Планка (MPI-P) исследовали микроструктуру твердотельных литиевых аккумуляторов, вдохновившись наблюдением за ростом сталактитов и сталагмитов в пещерах. Первые растут сверху, а вторые — снизу. Похожим образом в твердотельных батареях растут дендриты из металлического лития. Но прежде никто не изучал вопросы, на каком электроде начинается рост дендритов и что его к этому подталкивает и, главное, как этого избежать.

 Поиски корней дендритов в электродах батарей. Источник изображения: Xue Zhang / MPI-P

Поиски корней дендритов в электродах батарей. Источник изображения: Xue Zhang / MPI-P

Команда исследователей MPI-P из департамента Ганса-Юргена Бутта (Hans-Jürgen Butt) в деталях изучила атомное строение твердотельных электролитов и электродов от физического строения до карты распределения электронов в кристаллической решётке. В качестве основного инструмента использовался метод зондовой силовой микроскопии Кельвина (KPFM). Подход позволяет создать карту распределения зёрен кристаллов в поликристаллических материалах и отобразить межзёренные границы. Также KPFM даёт возможность измерить потенциалы на поверхности материала (оценить величину заряда).

Выяснилось, что на межзёренных границах отрицательного электрода (на катоде) в процессе заряда и разряда батарей с твёрдым электролитом скапливаются электроны. При прохождении через такие скопления ионов лития (что происходит в момент зарядки и разрядки аккумуляторов) они захватывают электроны и восстанавливаются до металлического лития. На аноде такие процессы практически не наблюдались.

Тем самым стало абсолютно понятно, что «во всём виноват катод» и исследователям необходимо более пристально изучить его для подавления процессов роста игл дендритов, которые в процессе работы аккумулятора буквально протыкают его насквозь до возникновения короткого замыкания. Своими выводами учёные поделились в статье в журнале Nature Communications, которая свободна доступна по этой ссылке.

Следствием проделанной работы может стать появление намного более безопасных и долговечных батарей с твёрдым электролитом, которые будут невоспламеняемые и более энергоёмкие, чем привычные литиевые аккумуляторы с жидким электролитом.

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 🔥
На фоне надвигающегося сиквела продажи Kingdom Come: Deliverance взяли новую высоту 11 ч.
«У нас всего один шанс»: Ubisoft объяснила, почему перенос Assassin's Creed Shadows был необходим 12 ч.
Игрок обнаружил в ремейке Silent Hill 2 секретное послание — разработчики боялись, что загадка будет слишком сложной 13 ч.
Baldur’s Gate 3, Stellar Blade, Star Wars Outlaws и многие другие: поддержку PS5 Pro на запуске получат более 50 игр 14 ч.
Евросоюз проверит iPadOS на соответствие требованием антимонопольного законодательства 15 ч.
Windows 11 закрепилась как самая популярная ОС в Steam 17 ч.
«Смута» получила «знаковое» обновление 2.0.0 и крупнейшую скидку с релиза, а на iOS и Android вышла визуальная новелла «Смута: Зов сердца» 20 ч.
iOS 18.2 выйдет раньше — интеграция с ChatGPT и ИИ-генератор эмодзи Genmoji появятся на iPhone уже 2 декабря 21 ч.
Энтузиаст запустил классическую Doom на умном будильнике Alarmo от Nintendo 21 ч.
Project Borealis: Prologue обзавелась страницей в Steam — новые скриншоты демоверсии фанатской Half-Life 3 на Unreal Engine 5 22 ч.