Знайдено причину швидкої розрядки старих літій-іонних акумуляторів

Відкриття може призвести до створення більш довговічних акумуляторів для електромобілів і прискорити перехід на нові джерела енергії, вважають автори дослідження.

Міжнародна група дослідників визначила основну причину деградації акумуляторів з плином часу – саморозряду. Атоми водню, що утворюються в процесі зарядки, погіршують роботу катода. Відкриття допоможе розробити більш досконалі батареї для електромобілів і електроніки.

У літій-іонній батареї іони літію переміщаються від позитивного (андода) до негативного полюса (катода) через розчин електроліту. Це формує струм, який живить пристрої від телефонів до ноутбуків і навіть електромобілів. Іони літію повертаються на анод у процесі заряджання, і цикл може повторюватися.

Раніше вчені вважали, що батареї саморозряджаються, тому що не всі іони літію повертаються до анода під час заряджання, що зменшує кількість заряджених іонів, доступних для формування струму і забезпечення потужності.

Використовуючи потужний рентгенівський апарат в Аргоннській національній лабораторії, вчені виявили, що молекули водню з електроліту батареї переміщуються до катода і займають місця, з якими зазвичай зв’язуються іони літію. У результаті в іонів літію залишається менше місць для зв’язування на катоді, що послаблює електричний струм і знижує ємність батареї.

Тепер, коли дослідники розуміють, що викликає саморозряд, вони можуть працювати над його запобіганням. Одним із варіантів може бути покриття катода спеціальним матеріалом, який блокує тільки атоми водню.