| 0 |
|
В одной из перспективных разновидностей литиевых батарей электропроводность материала катода улучшается созданием в нем серебряной наноструктуры. Для того, чтобы оптимизировать эти мультиметаллические батареи, ученым необходимо знать где, когда и как формируются такие серебряные нановолокна.
В Брукхэвенской Национальной Лаборатории ученые применили рентгеновские лучи из синхротронного источника NSLS для отслеживания изменений этой атомной архитектуры и ее связи со скоростью разрядки аккумулятора. В качестве объекта исследований были выбраны литиевые батареи с катодами из дифосфата серебра/ванадия (Ag2VP2O8). Этот материал отличается высокой стабильностью и спонтанным формированием проводящей матрицы. При разрядке ионы лития переходят из анода в катод, вытесняя ионы серебра. Последние присоединяют свободные электроны, неиспользуемый катодный материал и образуют металл-серебряную матрицу, улучшающую транспорт электронов.
Для визуализации в реальном времени этих процессов, протекающих в батарее, заключенной в стальной корпус, использовался метод рентгеноспектральной дифракции (Energy dispersive x-ray diffraction, EDXRD).
Итоги работы, опубликованные онлайн в журнале Science 8 января, показывают, что медленная разрядка в начале эксплуатации батареи ведет к образованию более однородной и протяженной проводящей структуры.
В большинстве батарей скорость разрядки определяется скоростью диффузии ионов лития. Материал в непосредственной окрестности литиевого анода обычно разряжается раньше всего поскольку ионам приходится проходить для этого наименьшее расстояние. Но в ходе эксперимента ученые, к своему удивлению, обнаружили, что дальняя от анода область разряжалась в первую очередь.
«Это происходит потому, что заряженный катодный материал очень плохо проводит электричество, и сопротивление диффузии литиевых ионов меньше, чем течению электронов, — пишет соавтор статьи, профессор Кеннет Такеучи (Kenneth Takeuchi). — Серебряная матрица образуется прежде всего там, где нужна, благодаря чему более эффективна, чем использование проводящих добавок».
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
