Учёные нашли простой способ сделать литий-ионные аккумуляторы гораздо долговечнее: достаточно правильно нагреть катод
Учёные нашли простой способ сделать литий-ионные аккумуляторы гораздо долговечнее: достаточно правильно нагреть катод
Американские исследователи нашли способ заметно продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов — причём без новых дорогих материалов и серьёзной перестройки производства.
Учёные из Национальной ускорительной лаборатории SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory) и Университета Стэнфорда выяснили, что многое зависит не от химии батареи, а от того, как именно нагревается катод при изготовлении. Достаточно изменить температурный режим, чтобы аккумулятор медленнее деградировал после сотен циклов зарядки.
Речь идёт о современных катодах с высоким содержанием никеля — именно они используются в батареях для электромобилей и другой техники с высокой плотностью энергии. Их главный минус в том, что со временем внутри материала появляются микротрещины. Постепенно структура разрушается, и батарея начинает терять ёмкость.
Исследователи попробовали изменить сам процесс производства: сначала катод нагревали медленно, а затем быстро доводили температуру до нужного уровня. Такой подход позволил сделать внутреннюю структуру материала более однородной и снизить количество дефектов.
Результат оказался очень хорошим. После 500 циклов зарядки аккумуляторы сохранили около 93% первоначальной ёмкости — это уровень лучших современных решений, но без усложнения конструкции и роста себестоимости.
Чтобы понять, что именно происходит внутри катода, учёные использовали несколько методов рентгеновского анализа. Исследование показало, что плавный старт нагрева помогает избежать образования пор внутри частиц материала, а быстрое повышение температуры затем равномерно распределяет литиевые соединения.
Авторы работы считают, что технология может пригодиться не только для обычных смартфонов и ноутбуков, но и для электромобилей, дата-центров и крупных систем хранения энергии. Главное преимущество метода в том, что его можно сравнительно быстро внедрить на существующих заводах — без перехода на новые типы аккумуляторов.
Учёные нашли простой способ сделать литий-ионные аккумуляторы гораздо долговечнее: достаточно правильно нагреть катод
Американские исследователи нашли способ заметно продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов — причём без новых дорогих материалов и серьёзной перестройки производства.
Учёные из Национальной ускорительной лаборатории SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory) и Университета Стэнфорда выяснили, что многое зависит не от химии батареи, а от того, как именно нагревается катод при изготовлении. Достаточно изменить температурный режим, чтобы аккумулятор медленнее деградировал после сотен циклов зарядки.
Речь идёт о современных катодах с высоким содержанием никеля — именно они используются в батареях для электромобилей и другой техники с высокой плотностью энергии. Их главный минус в том, что со временем внутри материала появляются микротрещины. Постепенно структура разрушается, и батарея начинает терять ёмкость.
Исследователи попробовали изменить сам процесс производства: сначала катод нагревали медленно, а затем быстро доводили температуру до нужного уровня. Такой подход позволил сделать внутреннюю структуру материала более однородной и снизить количество дефектов.
Результат оказался очень хорошим. После 500 циклов зарядки аккумуляторы сохранили около 93% первоначальной ёмкости — это уровень лучших современных решений, но без усложнения конструкции и роста себестоимости.
Чтобы понять, что именно происходит внутри катода, учёные использовали несколько методов рентгеновского анализа. Исследование показало, что плавный старт нагрева помогает избежать образования пор внутри частиц материала, а быстрое повышение температуры затем равномерно распределяет литиевые соединения.
Авторы работы считают, что технология может пригодиться не только для обычных смартфонов и ноутбуков, но и для электромобилей, дата-центров и крупных систем хранения энергии. Главное преимущество метода в том, что его можно сравнительно быстро внедрить на существующих заводах — без перехода на новые типы аккумуляторов.
