Резюме создано Smart Answers AI
В итоге:
- PCWorld сообщает, что исследователи из Университета Мэриленда обнаружили новый подход к использованию электролита, который продлевает срок службы литий-ионных аккумуляторов за счет формирования защитного слоя на катоде.
- Этот прорыв имеет большое значение, поскольку он может значительно увеличить срок службы аккумуляторов в смартфонах, ноутбуках и электромобилях, не требуя внесения изменений в существующие производственные процессы.
- В этом методе используются обычные химические вещества, используемые в аккумуляторной промышленности, для создания стабильного защитного покрытия, замедляющего деградацию. Ранние испытания показали многообещающие результаты, хотя долгосрочные данные еще не получены.
Литий-ионные аккумуляторы используются в смартфонах, ноутбуках, электромобилях и стационарных системах хранения энергии. Хотя их конструкция почти не изменилась за последние годы, остается одна ключевая проблема: постепенное старение клеток. Вот почему литий-ионные аккумуляторы со временем теряют емкость.
Команда исследователей из Университета Мэриленда (через NewScientist) обнаружила новое решение, которое может продлить срок службы литий-ионных батарей без изменения внутренней структуры элементов или существующих производственных процессов.
Почему литий-ионные аккумуляторы стареют?
Каждая литий-ионная батарея состоит из двух электродов: отрицательного анода и положительного катода. Между ними находится жидкий электролит, через который мигрируют ионы лития при зарядке и разрядке. Со временем этот электролит портится, и побочные продукты откладываются на электродах в виде очень тонких слоев.
Этот побочный эффект на самом деле желателен на аноде, где он образует стабильный слой, который защищает электрод от дальнейшего износа, делая батарею более долговечной. К сожалению, это не касается катода, который работает в сильно окислительных условиях и не образует сопоставимого защитного слоя. Таким образом, старение и ухудшение.
Как работает новое решение
Команда, возглавляемая ученым-материаловедом Чуньшэном Ваном, исследовала новый подход, который настраивает не электроды, а электролит между ними. Вдохновленные известными реакциями органической химии, они скорректировали его свойства так, чтобы перенос ионов был более контролируемым.
Эффект заключается в том, что электролит больше не разрушается случайно, а контролируемо, образуя на катоде однородный и стабильный защитный слой, который замедляет дальнейшее разрушение. Что немаловажно, для этого не требуются никакие экзотические материалы. По словам исследователей, здесь используются химические вещества и процессы, уже используемые в аккумуляторной промышленности.
Еще одним преимуществом этого процесса является его гибкость. Состав защитного слоя на катоде может быть разнообразным. Более толстый слой повышает стабильность и продлевает срок службы батареи, но замедляет транспорт ионов, тогда как более тонкий слой обеспечивает более высокую мощность и плотность энергии, но приводит к более быстрому износу.
Это позволит адаптировать батареи к их конкретному применению — например, обеспечить максимальную долговечность в стационарных системах хранения энергии или максимальную производительность в электромобилях.
Что это значит для вас?
Еще неизвестно, насколько это новое решение действительно продлит срок службы литий-ионных батарей. Технология находится на ранней стадии тестирования, и надежных долгосрочных данных пока нет.
Тем не менее, эксперты настроены оптимистично. Эксперт по накоплению энергии Мишель Арманд из испанского исследовательского центра CIC energiGUNE назвал контролируемое формирование защитного слоя на катоде важным шагом на пути к увеличению срока службы батарей.
Для потребителей в краткосрочной перспективе ничего не изменится. Однако в среднесрочной и долгосрочной перспективе это решение может помочь батареям в повседневных устройствах сохранить емкость и увеличить срок службы без необходимости производителям разрабатывать совершенно новые типы элементов.
Дальнейшее чтение: Плохо ли оставлять ноутбук всегда подключенным к сети?
Эта статья первоначально появилась в нашем родственном издании PC-WELT и была переведена и локализована с немецкого языка.
