Ученые разгадали тайну создания литиевых батарей нового поколения: будут работать лучше

Группа исследователей из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC провели ряд экспериментов и выяснили, почему литий-металлические батареи быстро выходят из строя, пишет Interesting Engineering. Проблема возникает из-за частого короткого замыкания аккумуляторов с твердым электролитом.

Казалось бы, твердый электролит не может растекаться и менять форму, но ученые в ходе экспериментов доказали, что наноразмерные дефекты и механическое напряжение вызывают выход из строя твердых электролитов. Просто небольшое вдавливание, изгиб или скручивание батарей может привести к появлению наноскопических дефектов в материалах и проникновению лития в твердый электролит, что приведет к короткому замыканию, говорят исследователи.

Но проблема с нанодефектами возникает еще и на этапе производства, когда попадание пыли или других примесей также может привести к неисправности батарей. В ходе более чем 60 экспериментов исследователи доказали, что в керамическом материале образуются наноскопические трещины, вмятины и трещины, многие из которых имеют ширину менее 20 нм. Эти врожденные трещины расширяются во время быстрой зарядки, позволяя литию проникнуть внутрь.

Исследователи из Стэнфорда полагают, что их изыскания теперь позволят разработчикам проектировать материалы таким образом, чтобы избежать возможности короткого замыкания. По словам команды, они ищут способы покрытия поверхности электролитом, чтобы предотвратить трещины или исправить их, если они появятся.

Ранее Фокус писал, что ученые из Австралии нашли способ улучшить аккумуляторы так, чтобы они работали втрое дольше.