/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2Fb02a05221fa8ef5bdd67921f4c7a3cbe.jpg)
Li-Ion батареи деградируют и без подзарядки — ученые обнаружили это и нашли решение
/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2Fd70116b419fe2569d9fde5efafc3076e.png)
Ученые из Научно-технологического Университета Пхоханя в Южной Корее обнаружили неизвестный ранее механизм деградации литий-ионных батарей в процессе их использования.
Исследовательская группа, в которую вошли Сеунгюн Чон и доктор Гукхюн Лим под руководством профессора Джихюна Хонга из Департамента инженерии аккумуляторов POSTECH совместно с группой ученых под руководством профессора Джонсуна Кима из Университета Сунгкюнкван обнаружили, что литий-ионные батареи, используемые в электромобилях, преимущественно имеют тройные никель-марганцево-кобальтовые катоды с повышенным содержанием никеля и минимальным содержанием более дорогого кобальта. Это позволяет уменьшить затраты на изготовление этих аккумуляторов, однако высокое содержание никеля сокращает общий срок службы батарей.
Уменьшение производительности литий-ионных батарей традиционно связывают с чрезмерным количеством циклов зарядки. Однако исследователи обнаружили неизвестный ранее цикл деградации, который происходит даже в условиях стабильного напряжения.
Ученые установили, что использование аккумулятора без подзарядки длительное время провоцирует на поверхности катода реакцию квазипреобразования. Входе этой реакции с поверхности катода выходит кислород и реагирует с литием, образуя оксид лития, особенно, когда низкий уровень заряда близок к 3,0 В. Оксид лития далее вступает в реакцию с электролитом, приводя к его разложению и образованию газообразных побочных продуктов, что способствует потере энергоэффективности батареи.
/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2Ffa50ed45748e8e2906762e99601f29e1.jpg)
При этом подобные реакции имеют более серьезные последствия в катодах с высоким содержанием никеля. Исследователи выяснили, что в батареях, которые используются до полной разрядки, процессы деградации, включая отеки, проявляются более отчетливо.
Между тем ученые предлагают простое, но эффективное решение — оптимизацию использования аккумулятора и предотвращение полного разряда батареи. Проведенные эксперименты показали, что сильно разряженные аккумуляторы с высоким содержанием никеля (более 90%), что приводит к началу реакции квазиконверсии, сохраняли лишь 3,8% своей емкости после 250 циклов. В то же время батареи с контролируемым использованием сохраняли 73,4% своей емкости даже после 300 циклов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Energy Materials
Источник: TechXplore
/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2Fd70116b419fe2569d9fde5efafc3076e.png)
