Учени от САЩ разгадаха голямата загадка на батериите, която водеше

Учени от Съединени американски щати разгадаха огромната мистерия на батериите, която водеше до понижаване на потенциала, по-кратък живот, а в някои случаи и до пожар. Те идентифицираха някои от главните аргументи за наноскопичните деформации, които водят до напукване на литиево-йонните акумулатори. Изследването слага под въпрос освен обичайните способи за планиране, само че и употребяваните материали, като дефинира по нов метод ролята на кобалта и мангана за механичните повреди на батериите.

Поради дългогодишните проблеми с напукването на литиево-йонни акумулатори с катоди, направени от поликристални никел-съдържащи материали (PC-NMC), откривателите се насочиха към монокристални никел-съдържащи слоести оксиди (SC-NMC). Които, за жалост, нормално са по-лоши от PC-NMC. Екип от откриватели от Националната лаборатория Аргон и Чикагския университет идентифицираха главния проблем: догатките, направени въз основа на поликристалните катоди, се ползват погрешно към монокристалните материали.

„ Когато хората се пробват да преминат към монокристални катоди, те следват същите правила на планиране, както при поликристалните катоди “, споделя Уан Дзин, първи създател на проучването. – „ Нашата работа демонстрира, че главният механизъм на разграждане на монокристалните частици е друг от този на поликристалните частици, което води до разнообразни условия към състава “.

Проучването разкрива друга еволюция на наноскопичните деформации в SC-NMC катода по време на работата на батерията, което слага под въпрос нормалните тактики, основани на състава, и индикаторите за механично разграждане, употребявани за PC-NMC, оповестяват от IE. Използвайки химико-механичен разбор на равнище частици, откривателите откриха противоречие сред механичната непоклатимост и изменението на размера на решетката в SC-NMC, определяйки какво предизвиква структурната неустойчивост в монокристалните материали.

Използвайки този механизъм на механична щета, откривателите интерпретират още веднъж ролята на кобалта и мангана за поддържане на механичната непоклатимост. Оказва се, че кобалтът е от решаващо значение за удължаването на живота на SC-NMC посредством намаляване на локализираната дисторция по снадки път на дифузия, до момента в който манганът ускорява механичната деградация.