Ученые выяснили, как легко продлить жизнь литиевых аккумуляторов на 30%
После серии опытов ученые из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики убедились, что деградация литийсодержащих аккумуляторов может быть поправимой. На практике это будет означать, что литиевые батареи получат расширенный срок службы без потери емкости, о чем наверняка мечтает каждый владелец электрокара и не только.
Одной из причин потери емкости литиевых аккумуляторов является образование островков неактивного лития в батареях. Ионы лития в составе таких скоплений не достигают электродов батареи как во время заряда, так и во время разряда. Тем самым сгустки лития перестают участвовать в процессе работы аккумулятора, и батарея теряет емкость, чем дальше, тем больше.
Ученые предположили, что особые режимы зарядных и разрядных токов могут сдвинуть неактивный литий в сторону одного или другого электрода и снова включить его в рабочий процесс аккумулятора. Чтобы убедиться в такой возможности была создана "прозрачная" батарея и тщательно изучена на предмет перемещения и распределения лития в ходе разных режимов заряда и разряда. Слово "прозрачная" не следует понимать буквально. Сегодня достаточно инструментов для изучения внутренней структуры чего-либо, например, с помощью рентгеновских источников излучения.
Наблюдение за структурой литиевой батареи в режиме реального времени показало, что островки неактивного лития все-таки смещаются то к одному электроду, то к другому в зависимости от того, идет заряд или разряд, но перемещение это чрезвычайно мало - речь идет о нанометрах. Подобное не позволяет ожидать восстановления емкости аккумулятора при использовании обычных режимов заряда и разряда. Чтобы вернуть в игру неактивный литий, необходимы "шоковые" токовое режимы.
И действительно, резкий и сильный скачок тока в нагрузке сразу после полного заряда аккумулятора возвращал неактивный литий на анод и сохранял емкость батареи (дома такое нельзя повторять ни в коем случае). По оценкам исследователей, правильный подбор режимов заряда может на 30 % увеличить срок службы литиевых аккумуляторов. Для этого достаточно доработать зарядные устройства. Сами батареи переделывать не надо.
