AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Канал Youtube
Сервис подбора стартерных аккумуляторов по марке автомобиля

Newsmaker
2 июня 2021, Среда в 21:41:35
0
комментариев

Опубликованы результаты исследований взаимодействия твердого электролита и электродов в аккумуляторах

Твердотельные аккумуляторы имеют высокую энергетическую плотность, но слабым местом является плохой контакт электродов с электролитом. У аккумуляторных батарей с жидким электролитом проблема контакта не стоит, но жидкость занимает много места и приводит к выходу из строя аккумулятора значительно быстрее. Поэтому сейчас многие исследователи работают над улучшением контакта твердого электролита с электродами на атомном уровне.

Исследования на тему взаимодействия твердотельного электролита и электродов


Новые исследования в этом направлении провели профессор материаловедения и инженерии университета Иллинойса Пол Браун (Paul Braun), научный сотрудник Бениамин Захири (Beniamin Zahiri) , а также  директор по исследованиям в компании Xerion Advanced Battery Corp. Джон Кук (John Cook). Они продемонстрировали, как можно контролировать поверхность контакта между твёрдым электролитом и катодом. Результаты этого исследования они опубликовали в журнале Nature Materials.

Бениамин Захири отметил, что в случае твердотельных аккумуляторов важны не только сами материалы, но также расположение атомов на поверхности этих материалов. В настоящий момент  в твердотельных аккумуляторных батареях используются электроды с различным расположением атомов на поверхности. Кажется, что это дает бесконечное количество возможностей для контакта твердотельного электролита с материалом электрода. Однако данных о том, сочетание каких вариантов приводит к увеличению срока эксплуатации, мощности и энергетической плотности пока недостаточно.

Авторы исследования заявляют, что количество циклов заряда и разряда, выдерживаемое аккумулятором до потери ёмкости, зависит от стабильности электролита. По этой причине большинство специалистов стремится в первую очередь найти стабильные материалы для приготовления электролитов. Бениамин Захири  считает, что при этом они упускают из вида те процессы, которые происходят на тонкой границе раздела, по которой соприкасается электрод и электролит. И если контакт не эффективен, то стабильность электролита будет оказывать небольшое назначение на срок службы аккумуляторной батареи.


Группа исследователей создала в лабораторных условиях электроды с содержанием ионов лития и натрия, которые имеют определенное расположение атомов. В результате экспериментов им удалось обнаружить зависимость между расположением атомов и характеристиками аккумулятора. Это касается твердотельных литиевых и натриевых батарей. Они сделали вывод, что контроль площади поверхности соприкосновения и расположение атомов является ключом к пониманию энергоёмкости и нестабильности таких электрохимических систем.

Джон Кук по результатам исследования сказал, что понимание процессов в структуре поверхности раздела между твёрдым электролитом и электродом позволит найти оптимальное сочетание материалов и расположения атомов. Соавтор работы профессор машиностроения и инженерии Элиф Эртекин (Elif Ertekin) со своей группой заявила, что необходимо провести атомное моделирование. По её мнению, это позволит создать более качественные электролиты в будущем.

Пол Браун считает, что результаты эксперимента научат их многому. Он отметил, что они не пытаются изобрести новые варианты твердых электролитов. Сейчас с этим хорошо справляются с помощью уже разработанных методик. Их работа позволяет более точно измерить межфазные свойства новых материалов.

Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *




Вы находитесь: Главная Новости Появились исследования взаимодействия электродов и электролита в твердотельных аккумуляторах
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Внимание! Отправляя email для подписки, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
© 2015 - 2021 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!