Отримання максимальної віддачі від літій-іонних та інших технологій збереження енергії є метою вчених усього світу.
І хоча більшість цих досліджень зосереджена на роботі з абсолютно новими матеріалами, які показують перспективні можливості для накопичення енергії, покращення усталених технологій з метою зрозуміти механізми, що лежать в основі їх обмежень, є перспективним напрямком. Швидка зарядка є однією з проблем для сучасних акумуляторів, особливо актуальною для електромобілів - і розуміння того, як високі струми, необхідні для швидкої зарядки, можуть спричинити пошкодження та втрату продуктивності в батареї, є предметом нещодавньої роботи вчених під керівництвом Аргонської національної лабораторії у Сполучеихі Штатах.
Група взяла «готовий» графітовий анод, який не піддавався циклічному включенню в батареї і навіть не піддавався впливу електроліту, і порівняла його з іншим, взятим з елемента, який пройшов кілька циклів швидкої зарядки. Обидва аноди були досліджені з використанням складних методів візуалізації та визначення характеристик.
На додаток до покриття,
де літій з електроліту постійно осідає на поверхні анода, а не оборотно зберігається в частинках графіту, група відзначила зміни в структурі анода, які ще більше знизили його ємність. «По суті, ми бачимо, що атомна мережа в графіті деформується, і це заважає іонам літію знайти свій «дім» всередині частинок — замість цього вони накладаються на частинки», — пояснив учений з Аргонна Деніел Абрахам. Він додав, що цей ефект, здається, посилюється, чим швидше заряджається акумулятор, і він помітний навіть після кількох циклів. «Ключ полягає в тому, щоб знайти способи або запобігти цій втраті організації, або якимось чином модифікувати частинки графіту, щоб іони літію могли вставлятися більш ефективно».
Вчені припускають, що підвищення напруги відсікання комірки або збільшення простору в решітці графітових частинок може бути потенційним рішенням, але кожен з них матиме свої власні недоліки. Однак краще розуміння механізмів покриття та втрати продуктивності має відкрити нові двері для дослідників, які шукають рішення.
Джерело pv-magazine.com
