Вчені розгадали таємницю створення літієвих батарей нового покоління: працюватимуть краще

Група дослідників зі Стенфордського університету та Національної прискорювальної лабораторії SLAC провели низку експериментів та з'ясували, чому літій-металеві батареї швидко виходять з ладу, пише Interesting Engineering. Проблема виникає через часте коротке замикання акумуляторів із твердим електролітом.

Здавалося б, твердий електроліт не може розтікатися та змінювати форму, але вчені під час експериментів довели, що нанорозмірні дефекти та механічна напруга спричиняють вихід з ладу твердих електролітів. Просто невелике вдавлювання, вигин чи скручування батарей може призвести до появи наноскопічних дефектів у матеріалах та проникненню літію у твердий електроліт, що призведе до короткого замикання, кажуть дослідники.

Але проблема з нанодефектами виникає ще й на етапі виробництва, коли потрапляння пилу або інших домішок може призвести до несправності батарей. Під час понад 60 експериментів дослідники довели, що у керамічному матеріалі утворюються наноскопічні тріщини, вм'ятини та тріщини, багато з яких мають ширину менш як 20 нм. Ці вроджені тріщини розширюються під час швидкого заряджання, дозволяючи літію проникнути всередину.

Дослідники зі Стенфорда вважають, що їхні дослідження тепер дозволять розробникам проектувати матеріали так, щоб уникнути можливості короткого замикання. За словами команди, вони шукають способи покриття поверхні електролітом, щоб запобігти тріщинам або виправити їх, якщо вони з'являться.

Раніше Фокус писав, що вчені з Австралії знайшли спосіб покращити акумулятори так, щоб вони працювали втричі довше.