Быстрая зарядка не вредит батареям

Быстрая зарядка не вредит батареям

Детальное изучение процессов, которые протекают в литий-ионных аккумуляторах, свидетельствовало о том, что их быстрая зарядка / разрядка являются не настолько разрушительными, как было принято считать.

Электроды сжимаются и распухают при поглощении ионов из электролита и их освобождении во время разрядки и зарядки, что является важнейшей причиной разрушения и износа аккумуляторов.
В данных исследованиях ученые вели наблюдение за положительным электродом, который состоит из миллиардов микрочастиц фосфата лития/железа.

При условии вовлечения большинства этих частиц в процесс зарядки/разрядки, выпускание и поглощение ионов происходит более спокойно и однородно. Однако при вовлечении меньшей их доли риск разрушения и растрескивания возрастают с ухудшение эффективности работы аккумулятора.

Предыдущие исследования показывали противоречивые картины поведения микрочастиц. В ходе новой работы ученые Стэнфорда в области материаловедения заряжали плоские небольшие батарейки, применяя разные уровни тока, а также меняя время зарядки. После чего аккумулятор подвергался быстрой разборке, исследователи споласкивали его для остановки электрохимических реакций и разделили на тонкие образцы. Их в свою очередь отправляли в Берклиевскую лабораторию на анализ, при котором применялось интенсивное рентгеновское синхротронное излучение.

Исследование полученных результатов на основании массачусетской модели проиллюстрировало, что лишь меньшая часть микрочастиц принимала участие в высвобождении и поглощении ионов, даже при условии слишком быстрой перезарядки. Но, как только скорость разрядки превосходила определенную величину, к синхронному поглощению ионов начало подключаться большее число частиц. Так аккумулятор переходил на более щадящий и однородный режим работы. Исследователи считают, что таким образом, модифицируя процесс или материал электрода, можно добиться повышения скоростей зарядки/разрядки без сокращения периодов эксплуатации батарей.

Быстрая зарядка не вредит батареям

Старший автор статьи, Уильям Чуэ, в журнале «Nature Materials» заявил: «Подробности того, что осуществляется в электроде во время зарядки/разрядки, это лишь один из многих факторов, которые определяют срок жизни аккумулятора, но именно он до этой работы не был должным образом понят. Нами найден более новый подход к изучению деградации батарей»

Данные результаты, по словам автора, применимы к множеству графитовых и оксидных электродов, которые на сегодняшний день используются в коммерческих литий-ионных батареях, а также тех, которые в разработке.

В скором времени авторы намерены применить собственную методику для исследования электродов, которые подверглись многоцикловой перезарядке. А также хотят научится получать мгновенные снимки процессов без их остановки и разборки батарей.

Источник: ]]>ko]]>

Рекомендуем также посмотреть следующие новости: