Сегодня 21 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 🔥
Первая за 11 лет новая книга Анджея Сапковского из цикла «Ведьмак» получила название «Перекрёсток воронов» — первые подробности 2 ч.
В Японии порекомендовали добавить в завещания свои логины и пароли 2 ч.
Обновления Windows 11 больше не будут перезагружать ПК, но обычных пользователей это не касается 2 ч.
VK похвасталась успехами «VK Видео» на фоне замедления YouTube 4 ч.
GTA наоборот: полицейская песочница The Precinct с «дозой нуара 80-х» не выйдет в 2024 году 5 ч.
D-Link предложила устранить уязвимость маршрутизаторов покупкой новых 6 ч.
Valve ужесточила правила продажи сезонных абонементов в Steam и начнёт следить за выполнением обещаний разработчиков 7 ч.
Австралия представила беспрецедентный законопроект о полном запрете соцсетей для детей до 16 лет 7 ч.
Биткоин приближается к $100 000 — курс первой криптовалюты установил новый рекорд 8 ч.
В открытых лобби Warhammer 40,000: Space Marine 2 запретят играть с модами, но есть и хорошие новости 8 ч.
Представлена технология охлаждения чипов светом — секретная и только по предварительной записи 22 мин.
Японская Hokkaido Electric Power намерена перезапустить ядерный реактор для удовлетворения потребности ЦОД в энергии 35 мин.
Meta планирует построить за $5 млрд кампус ЦОД в Луизиане 2 ч.
Arm задаёт новый стандарт для ПК, чтобы навязать конкуренцию x86 2 ч.
HPE готова ответить на любые вопросы Минюста США по расследованию покупки Juniper за $14 млрд 2 ч.
Thermaltake представила компактный, но вместительный корпус The Tower 250 для игровых систем на Mini-ITX 4 ч.
Флагманы Oppo Find X8 и X8 Pro на Dimensity 9400 стали доступны не только в Китае — старший оценили в €1149 4 ч.
«ВКонтакте» выросла до 88,1 млн пользователей — выручка VK взлетела на 21,4 % на рекламе 5 ч.
В Китае выпустили жидкостный кулер с 6,8-дюймовым изогнутым OLED-экраном за $137 5 ч.
Электромобили станут более автономными и долговечными: Honda через несколько лет стартует массовый выпуск твердотельных батарей 5 ч.