Почему литиевые батареи электромобилей уменьшают емкость по мере их использования?

Позавчера старик по соседству, рассказывая о своем собственном аккумуляторе электромобиля, он очень смущенно спросил меня, почему литиевая батарея электромобиля снижает емкость при использовании, я думаю, многие люди знают об этой проблеме, но конкретно почему Может не всем будет понятно. Недавно Энергетическое агентство США обнаружило причину «старения» аккумуляторов: наноразмерные кристаллы.

Исследователи внимательно изучили материалы современных аккумуляторных анодов и катодов. Они обнаружили, что эти материалы подвергались прямой коррозии во время использования, но механизм коррозии не был ясен. Команда Национальной лаборатории Брукхейна наблюдала высококачественные никель-кислородные катоды с помощью просвечивающей электронной микроскопии и регистрировала их повторяющиеся изменения во время зарядки и разрядки. Эксперимент показывает, что когда ионы лития проходят через анод и катод, они «защелкиваются» в ионном канале и окисляются никелем.

Вещество реагирует и производит крошечные кристаллы. Эти кристаллы изменяют структуру внутри батареи и препятствуют эффективной реакции других ионов, уменьшая доступную емкость батареи. Удивительно, но такая слабость случайна, и закона нет вообще. Причина, по которой литиевая батарея не идеальна, заключается в том, что компоненты батареи не идеальны. Независимо от того, сколько внимания мы уделяем структуре анода и катода, крошечные повреждения приведут к образованию кристаллов. Как и при кипячении воды, емкости с неровной поверхностью позволяют горячей воде образовывать пузыри. Можно сказать, что пока в материале батареи есть зазор, будут образовываться нанокристаллы.

Энергетическое агентство США также начало второе исследование, чтобы изучить влияние скорости зарядки на емкость аккумулятора. Они обнаружили, что современные батареи становятся все меньше и меньше, что, в свою очередь, сокращает срок их службы. Чем больше батарея, тем выше скорость зарядки и медленнее образование нанокристаллов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.