1766263480
2025-12-20 18:29:00
Исследователи определили ключевую причину, по которой батареи, используемые для питания всего, от смартфонов до электромобилей, со временем изнашиваются.
Эта работа является важным шагом на пути к созданию более быстрых, надежных и долговечных батарей.
Исследовательская группа из Техасского университета в Остине, Северо-Восточного университета, Стэнфордского университета и Аргоннской национальной лаборатории обнаружила, что каждый цикл зарядки и разрядки заставляет батареи расширяться и сжиматься, подобно дыханию человека. Это действие приводит к незначительной деформации компонентов батареи, создавая нагрузку на батарею и со временем ослабляя ее. Это явление, известное как «хемомеханическая деградация», приводит к снижению производительности и срока службы.
Результаты проливают новый свет на проблему, которая озадачивает ученых и инженеров во всем мире.
«С каждым «вздохом» батареи возникает некоторая степень необратимости», — говорит Иджин Лю, доцент кафедры машиностроения Уокера Инженерной школы Кокрелла и Техасского института материалов и руководитель исследования, опубликованного в Наука. «Этот эффект накапливается со временем, в конечном итоге вызывая отказ клетки».
Понимая, как развивается и распространяется напряжение, инженеры могут создавать электроды, более устойчивые к нагрузкам и деградации. Например, исследование предполагает, что применение контролируемого давления к элементам аккумуляторной батареи может помочь снизить нагрузку и повысить производительность.
«Наша конечная цель — создание передовых технологий, которые могут существенно повысить полезность и долговечность батарей», — говорит Джейсон Крой, соавтор и руководитель группы исследования материалов Аргоннской национальной лаборатории.
«Понимание того, как конструкция электродов влияет на их реакцию на стресс, является важным шагом в расширении границ возможностей батарей».
Исследователи впервые наблюдали эту динамику в устройстве, используемом в другом исследовательском проекте — коммерческих наушниках. Исследователи планируют продолжить идти по этому пути, а следующим шагом будет разработка теоретических моделей для дальнейшего понимания сложных взаимодействий между химическими и механическими процессами в аккумуляторных электродах.
#Аккумуляторы #теряют #заряд #когда #они #дышат
Продолжение темы
