Причина отказов батарей — внутренние напряжения в аноде

В поиске путей совершенствования источников питания, группе ученых из Мичиганского технологического университета (MTU) удалось внести ясность в некоторые, до сих пор плохо изученные процессы, которые протекают в аккумуляторах на уровне отдельных атомов при зарядке и разрядке.

Используя трансмиссионный электронный микроскоп, предоставленный Иллинойским университетом (Чикаго), они смогли документировать происходящее в анодах литиевых батарей. Результаты исследований были недавно представлены в журнале Nano Letters.

«Мы назвали это атомной перетасовкой, — рассказывает Реза Шахбазян-Яссар (Reza Shahbazian-Yassar), адъюнкт-профессор нанотехнологии и руководитель исследовательской группы MTU. — Слоистая структура электрода изменяется при попадании внутрь нее лития, образуя подобие сэндвича: кристалл испытывает множество локализованных расширений и сжатий, помогающих литию прокладывать путь сквозь электрод».

Атомная перетасовка помогла исследователям объяснить, каким образом происходит перемещение лития в аноде, состоящем из перспективного нового материала — антимонида цинка. Кроме того, она пролила свет на причины отказа большинства анодов из слоистых материалов: ими оказались порождаемые движением ионов локальные напряжения и фазовые переходы.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365