Физики выяснили, почему со временем аккумуляторы работают хуже

Facebook
ВКонтакте
share_fav

При помощи рентгеновского микроскопа ученые увидели «заторы» на пути движения заряженных частиц, из-за которых батарейки работают не на полную мощность. В будущем исследователи планируют решить эту проблему и создать более эффективные элементы питания.

  • Литий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов — анода и катода — и соединяющего их электролита — вещества, проводящего заряженные частицы.

Когда аккумулятор заряжается, на электродах создается разность потенциалов, которая заставляет ионы лития перетекать от одного электрода к другому, а при разрядке — в обратную сторону. С каждым циклом зарядки и разрядки аккумулятор работает все хуже — предположительно, из-за «пробок», которые возникают на пути движения ионов.

Используя сканирующий просвечивающий рентгеновский микроскоп (Scanning Transmission X-ray Microscope), авторы работы детально рассмотрели, как образуются скопления ионов в электролите. Оказалось, что дело в «налипающих» на ионы лития электронах, которые мешают заряженным частицам двигаться дальше.

  • Исследование групп ученых из США и Канады опубликовано в журнале Nature Communications.

Наличие подобных препятствий на пути ионов лития предполагалось и ранее, однако увидеть их при помощи рентгеновской микроскопии ученым удалось впервые. Более того, они локализовали положение этих электронов вплоть до орбиталей — «ячеек», которые они занимают в молекулах электролита.