Определены причины деградации литий-ионных батарей

Определены причины деградации литий-ионных батарей

В Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США ученые идентифицировали одного из основных виновников постепенного понижения емкости литий-ионных батарей. Этому посвящена статья, которая была опубликована онлайн в Journal of the Electrochemical Society.

Ёмкость батарей, используемых сейчас в ноутбуках, смартфонах и гибридных авто, напрямую связана с числом ионов лития, перемещаемых между двумя электродами в ходе разрядки и зарядки.

Такая циркуляция осуществляется с помощью ионов некоторых переходных металлов, каковые изменяют состояние окисления, в то время, когда ионы лития входят в катод и покидают его. По мере роста количества циклов эксплуатации батареи все больше этих ионов — в частности, ионов марганца — выводятся из материала катода и концентрируются на аноде.

Появлявшись вблизи анода, они вступают во сотрудничество с областью, которая носит название интерфазы жёсткого электролита и формируется в ходе реакции между жидким электролитом и анодом. Каждой молекуле электролита, разлагаемой при таковой реакции (восстановительная реакция), соответствует ион лития, связанный в интерфазе.

Чем больше ионов лития оседает в интерфазе, тем больше понижается ёмкость батареи.

В то время, когда в интерфазу попадают ионы марганца, они катализируют реакции с неполностью восстановленными молекулами, каковые присоединяют больше электронов и связывают больше ионов лития.

«Имеется прямая корреляция между числом марганца, попавшего на анод, и числом захваченного лития, — комментирует результаты работы соавтор статьи, Дэниэль Абрахам (Daniel Abraham). — Сейчас, зная механизмы, каковые несут ответственность за захват литиевых ухудшение и ионов ёмкости, мы можем отыскать способы ответа данной неприятности».

Правила эксплуатации литий ионных аккумуляторная батарей


Похожие статьи, подобранные для Вас: