Потенційно вирішальну причину схильності літій-іонних акумуляторів до саморозряду виявили дослідники в дослідницькому центрі акумуляторів при Університеті Далхаузі, що фінансується Tesla. Примітно те, що висновки групи були надзвичайно простими, але потенційно глибокими.
Такі електронні вироби, як смартфони та ноутбуки, з часом мають тенденцію до саморозряду. Це надто знайомий сценарій, коли пристрій втрачає заряд батареї, незважаючи на те, що ним не користуються протягом певного часу. Але хоча сьогодні це вважається нормою, дослідники з Університету Далхаузі, можливо, виявили винуватця саморозряду літій-іонних батарей.
Доктор Майкл Метцгер, доцент кафедри Герцберга-Дана та кафедри фізики та атмосферних наук Університету Далхаузі, зазначив, що комерційна стрічка, яка утримує разом електроди в літій-іонних батареях, може стати ключовим фактором самознищення. процес розрядки.
«У комерційних акумуляторних елементах є стрічка — як скотч — яка утримує електроди разом, і відбувається хімічне розкладання цієї стрічки, що створює молекулу, яка призводить до саморозряду. У нашій лабораторії ми проводимо багато надскладних експериментів, щоб покращити акумулятори, але цього разу ми виявили дуже просту річ. Це дуже проста річ — вона є в кожній пластиковій пляшці, і ніхто б не міг подумати, що це має такий величезний вплив на процес деградації літій-іонних елементів», — сказав доктор Мецгер.
Щоб зрозуміти елементи літій-іонної батареї та їх саморозряджання, доктор Мецгер і його команда відкрили кілька елементів і піддали їх різним температурам. На свій подив, команда виявила, що розчин електроліту в комірці був яскраво-червоним. Досліджуючи далі, команда помістила клітини зі звичайним розчином електроліту в печі при чотирьох різних температурах. Використовували чотири різні температури печі в діапазоні від 25°C до 70°C. Зразок клітин при 25°C залишався прозорим, тоді як зразок при 55°C став світло-коричневим, а зразок при 70°C став криваво-червоним. Потім команда провела хімічний аналіз, щоб перевірити склад електроліту.
Нижче наведені спостереження команди.
«Тоді (дослідники) виявили, що поліетилентерефталат, або ПЕТ, у стрічці розкладається і створює молекулу, яка призводить до саморозряду. Молекулу називають окисно-відновним човником, оскільки вона може рухатися до позитивної сторони електрода, потім до негативної сторони, а потім назад до позитивної сторони. Таким чином, він переміщається між електродами, і це створює саморозряд, як це має робити літій. Проблема в тому, що молекула-човник робить це весь час у фоновому режимі, навіть коли літій не повинен рухатися, коли батарея просто стоїть там».
«Це те, чого ми ніколи не очікували, тому що ніхто не дивиться на ці неактивні компоненти, ці стрічки та пластикову фольгу в елементі батареї, але це дійсно потрібно враховувати, якщо ви хочете обмежити побічні реакції в елементі батареї», – сказав доктор Мецгер.
Висновки доктора Мецгера та його команди можна знайти нижче.
Buechele 2023 J. Electrochem. Соц. 170 010518 Саймон Альварес на Scribd
Не соромтеся звертатися до нас із порадами щодо новин. Просто надішліть повідомлення Симону
Дослідники, які фінансуються Tesla, відкривають дивовижні подробиці про розряд літій-іонних акумуляторів
