реклама
Новости Hardware

«Во всём виноват катод»: учёные определили, откуда у твердотельных литиевых аккумуляторов растут дендриты

Учёные из Института им. Макса Планка (MPI-P) исследовали микроструктуру твердотельных литиевых аккумуляторов, вдохновившись наблюдением за ростом сталактитов и сталагмитов в пещерах. Первые растут сверху, а вторые — снизу. Похожим образом в твердотельных батареях растут дендриты из металлического лития. Но прежде никто не изучал вопросы, на каком электроде начинается рост дендритов и что его к этому подталкивает и, главное, как этого избежать.

 Поиски корней дендритов в электродах батарей. Источник изображения: Xue Zhang / MPI-P

Поиски корней дендритов в электродах батарей. Источник изображения: Xue Zhang / MPI-P

Команда исследователей MPI-P из департамента Ганса-Юргена Бутта (Hans-Jürgen Butt) в деталях изучила атомное строение твердотельных электролитов и электродов от физического строения до карты распределения электронов в кристаллической решётке. В качестве основного инструмента использовался метод зондовой силовой микроскопии Кельвина (KPFM). Подход позволяет создать карту распределения зёрен кристаллов в поликристаллических материалах и отобразить межзёренные границы. Также KPFM даёт возможность измерить потенциалы на поверхности материала (оценить величину заряда).

Выяснилось, что на межзёренных границах отрицательного электрода (на катоде) в процессе заряда и разряда батарей с твёрдым электролитом скапливаются электроны. При прохождении через такие скопления ионов лития (что происходит в момент зарядки и разрядки аккумуляторов) они захватывают электроны и восстанавливаются до металлического лития. На аноде такие процессы практически не наблюдались.

Тем самым стало абсолютно понятно, что «во всём виноват катод» и исследователям необходимо более пристально изучить его для подавления процессов роста игл дендритов, которые в процессе работы аккумулятора буквально протыкают его насквозь до возникновения короткого замыкания. Своими выводами учёные поделились в статье в журнале Nature Communications, которая свободна доступна по этой ссылке.

Следствием проделанной работы может стать появление намного более безопасных и долговечных батарей с твёрдым электролитом, которые будут невоспламеняемые и более энергоёмкие, чем привычные литиевые аккумуляторы с жидким электролитом.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Motorola и Google объединились для внедрения ИИ-функций в смартфоны Razr 2 ч.
Браузер Firefox версии «Nightly» получил ИИ-помощников ChatGPT и Gemini 4 ч.
Google решила убрать бесконечную прокрутку результатов поиска 4 ч.
Политические дипфейки оказались самой популярным направлением в злоупотреблениях ИИ 9 ч.
Forza Horizon 4 скоро снимут с продажи и удалят из Game Pass — подробности и причины 10 ч.
Игровая студия стримера Dr Disrespect разорвала с ним отношения — выяснилась причина его вечного бана на Twitch 11 ч.
Еженедельный чарт Steam: Elden Ring, новый кооперативный хит Chained Together и MMORPG от создателя EVE Online 11 ч.
Спустя три года фанаты дождались анонса Farming Simulator 25 — дата выхода, первый трейлер и предзаказ в российском Steam 12 ч.
Apple включила RCS на iPhone с выпуском второй беты iOS 18, но работает функция пока не у всех 13 ч.
Сборник S.T.A.L.K.E.R. Legends of the Zone Trilogy на PlayStation и Xbox получил официальную поддержку модов 14 ч.
Данные стали «валютой» для ИИ, но для их обработки нужно немало реальной валюты 16 мин.
Мероприятие Made by Google состоится 13 августа — покажут смартфоны Pixel 9 и другие новинки 27 мин.
SMIC не сможет выпускать достаточно передовых 7-нм чипов для Huawei из-за нехватки оборудования и оснастки 31 мин.
Waymo приступила к перевозкам на беспилотных такси на всей территории Сан-Франциско 3 ч.
Власти Южной Кореи со следующего месяца начнут распределять $19 млрд в полупроводниковом секторе 3 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Infinix NOTE 40 Pro+ 5G: главарь банды 8 ч.
Etched Sohu — самый быстрый в мире ИИ-ускоритель, но только для трансформеров 8 ч.
Новая статья: Обзор ноутбука OSiO FocusLine F160a: уверенные первые шаги 9 ч.
Самолёты можно питать с помощью микроволнового излучения прямо в полёте, но сделать это крайне трудно 11 ч.
Huawei показала лучший рост продаж смартфонов во время недавних распродаж в Китае, несмотря на самые скромные скидки 11 ч.