Не тільки від перезаряджання: вчені виявили несподівану причину деградації батарей

Про це пише портал Tech Xplore. Досі вважалося, що погіршення характеристик акумулятора насамперед пов'язане з перезарядкою. Однак це пояснення не враховувало погіршення, що відбувається за, здавалося б, стабільних умов напруги.

Вчені з Пхоханського університету науки і технологій (POSTECH) та Університету Сонгюнгван поставили перед собою завдання вирішити цю загадку. Для цього вони зосередилися на дослідженні процесу розрядки.

Під час дослідження команда виявила, що коли батарея використовується протягом тривалого часу без підзарядки, на поверхні катода відбувається явище, відоме як реакція квазіконверсії. Це означає, що кисень виходить з поверхні і з'єднується з літієм, утворюючи оксид літію (Li 2 O) під час розряду. Далі ця сполука реагує з електролітом, виділяючи газ і прискорюючи деградацію акумулятора.

Вчені також виявили, що квазіконверсія протікає більш інтенсивно в катодах з високим вмістом нікелю. За їхніми даними, ефекти процесу деградації, включно з розбуханням батареї, стають більш вираженими, коли батареї використовуються до виснаження більше част ємності.

Крім того, дослідники знайшли просте, але ефективне рішення цієї проблеми. Йдеться про оптимізацію використання батареї та недопущення повної розрядки. Так, в експериментах з батареями з високим вмістом нікелю (що містять понад 90% нікелю) ті, що були розряджені досить глибоко, щоб запустити реакцію квазіперетворення, зберегли лише 3,8% своєї ємності після 250 циклів, тоді як батареї з контрольованим використанням зберегли 73,4% своєї ємності навіть після 300 циклів.

Важливо "Вічні хімікати" більше не потрібні: вчені зробили прорив у галузі акумуляторів

"Вплив розряду — фактичний процес використання батареї — досі значною мірою ігнорувався. Це дослідження являє собою важливий напрямок для розробки більш довговічних батарей", — зазначив професор Джихен Хонг, який очолював дослідження.

Нагадаємо, вчені з Китаю заявили, що розв'язали проблему обмеженого терміну служби окислювально-відновних проточних батарей, розробивши новий каталітичний електрод. Створена ними батарея зберегла енергоефективність 88% після 850 циклів.

Також повідомлялося, що американський стартап Inlyte представив залізо-натрієву батарею, призначену як для середнього (4-10 годин), так і для тривалого (24+ годин) зберігання енергії.