Науковці з’ясували, чому акумулятори, що містять літій, з часом втрачають частину ємності та стають непридатними до використання. Ба більше, тепер відомо як їх можна легко відновити.
Сьогодні більшість автономної електронної продукції працює на літій-іонних батареях. Смартфони, натільні пристрої, ноутбуки та навіть електромобілі. Однак деградація цих батарей переслідує індустрію протягом усього їх існування. Тепер цьому можна буде запобігти, принаймні частково. Дослідженням займалися вчені Стенфордського університету і Національної прискорювальної лабораторії SLAC Міністерства енергетики.
Просте розв’язання непростої проблеми
- Дослідники встановили, що головною причиною втрати ємності є накопичення “острівців” неактивного літію.
- Вони утворюються, коли батареї проходять цикли заряджання і розряджання: іони літію рухаються вперед і назад між двома електродами, при цьому деякі з них виходять з ладу в цій “подорожі”, злипаються та стають електрохімічно неактивними, утворюючи згустки.
- Іони більше не можуть дістатися до електродів батареї, перестаючи таким чином брати участь у роботі акумулятора, а саме від кількості цих елементів залежить, скільки енергії буде накопичено і віддано.
- З плином часу ця проблема посилюється, і акумулятор поступово втрачає всю ємність.
Щоб прийти до такого висновку вченим довелося створити умовно прозорий корпус для акумулятора, який пропускав би рентгенівські промені. Таким чином вони отримали наочне підтвердження тих процесів, які відбуваються всередині.
Тоді з’явилось припущення, що ключ до відновлення втрачених можливостей акумулятора лежить в примусовому зрушенні цих острівців. Науковці використали особливий “шоковий” режим заряджання і розряджання. Вони створили спеціальну тестову батарею, призначену для спостереження в режимі реального часу за ізольованими літієвими островами під час заряджання пристрою. З сильним струмом неактивні накопичення літію вдалося зрушити з місця і повернути в робочий процес.
Однак невідомо, чи означає це, що сильний струм дозволяє знову розсіяти острівці на окремі елементи, чи просто приводить їх у рух в тому вигляді, в якому вони є.
Тапер дослідники стверджують, що їхнє відкриття може продовжити термін служби літієвих акумуляторів приблизно на 30 відсотків. При цьому не доведеться створювати акумулятори нового типу, досить модифікувати зарядні пристрої, додавши в них короткостроковий “шоковий режим” зарядки.
