Открытие может привести к созданию более долговечных аккумуляторов для электромобилей и ускорить переход на новые источники энергии, считают авторы исследования.
Международная группа исследователей определила основную причину деградации аккумуляторов с течением времени — саморазряда. Образующиеся в процессе зарядки атомы водорода ухудшают работу катода. Открытие поможет разработать более совершенные батареи для электромобилей и электроники.
В литий-ионной батарее ионы лития перемещаются от положительного (андода) к отрицательному полюсу (катоду) через раствор электролита. Это формирует ток, который питает устройства от телефонов до ноутбуков и даже электромобилей. Ионы лития возвращаются на анод в процессе зарядки, и цикл может повторяться.
Ранее ученые считали, что батареи саморазряжаются, потому что не все ионы лития возвращаются к аноду при зарядке, что уменьшает количество заряженных ионов, доступных для формирования тока и обеспечения мощности.
Используя мощный рентгеновский аппарат в Аргоннской национальной лаборатории, ученые обнаружили, что молекулы водорода из электролита батареи перемещаются к катоду и занимают места, с которыми обычно связываются ионы лития. В результате у ионов лития остается меньше мест для связывания на катоде, что ослабляет электрический ток и снижает емкость батареи.
Теперь, когда исследователи понимают, что вызывает саморазряд, они могут работать над его предотвращением. Одним из вариантов может быть покрытие катода специальным материалом, который блокирует только атомы водорода.
Читать далее:
Ученые откопали тело Святой Терезы: какое «чудо» они обнаружили
Появился новый аккумулятор: электрокары будут проезжать на 70% больше
Подкожный имплант избавил пациентов с диабетом 1 типа от инъекций инсулина
На обложке: Изображение от freepik, сведения о лицензии