Сегодня 20 марта 2025
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.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Xbox упомянула Hollow Knight: Silksong в списке игр 2025 года — фанаты замерли в предвкушении 8 ч.
ЕС обязал Apple упростить подключение сторонних смарт-часов к iPhone — в компании заявили, что это «это плохо для пользователей» 8 ч.
Исследователи нашли способ масштабирования ИИ без дополнительного обучения, но это не точно 9 ч.
ЕС потребовал от Google прекратить ущемлять конкурентов в поисковой выдаче и пригрозил штрафом до $35 млрд 10 ч.
По мотивам творчества легендарной метал-группы Voivod выйдет «умопомрачительная» метроидвания Voivod: The Nuclear Warrior 11 ч.
Лошадь есть, ума не надо: сюжетный платформер Brute Horse отправит игроков в абсурдный мир, где даже конь может стать оружием 12 ч.
Microsoft исправила баг с автоматическим удалением ИИ-помощника Copilot из Windows 11 13 ч.
Дуров похвастался миллиардом активных пользователей Telegram и назвал WhatsApp «дешёвой имитацией» 13 ч.
Будущее Baldur's Gate прояснится «довольно скоро» — у владельца Dungeons & Dragons большие планы на франшизу 13 ч.
В России официально разрешат торговать криптовалютой, но лишь особым людям 14 ч.
Глава Nvidia признался, что пока никто не предлагал ему купить долю в капитале Intel 17 мин.
Лунный аппарат Blue Ghost сделал первые в истории фотографии лунного заката в высоком разрешении 2 ч.
SoftBank купит за $6,5 млрд разработчика серверных процессоров Ampere Computing 2 ч.
Анонсированы суперускорители на Rubin и Rubin Ultra, в которых NVIDIA не будет ошибаться в подсчётах 7 ч.
Человекоподобный робот Atlas научился танцевать брейк-данс и ходить колесом, насмотревшись на людей 8 ч.
Новая статья: Жидкостное охлаждение ID-Cooling DashFlow 360 XT Pro: лучше, дешевле, но ещё не идеал 8 ч.
Сезон охоты за тёмной материей и не только открыт — опубликован первый пакет данных с телескопа «Евклид» 10 ч.
«Увеон — облачные технологии» выпустил отечественный контроллер доставки приложений 11 ч.
Micron и SK hynix представили компактные модули памяти SOCAMM для ИИ-систем Nvidia GB300 12 ч.
«Джеймс Уэбб» впервые обнаружил углекислый газ на далёкой экзопланете 13 ч.