Борьба с дендритами в аккумуляторах вышла на новый уровень благодаря находкам, которые могут изменить будущее электромобильной отрасли.
Твердотельные батареи рассматриваются как многообещающее будущее энергетического сектора, особенно в области электромобилей. Эти устройства способны увеличить скорость зарядки, продлить пробег автомобилей и обеспечить большую безопасность эксплуатации за счет снижения риска возгорания по сравнению с традиционными элементами, использующими жидкие электролиты. Препятствием для их массового внедрения остаются литиевые дендриты, сообщает Tech Xplore.
Дендриты — это тонкие металлические нити, которые формируются внутри электролита аккумулятора при быстрой зарядке. Эти образования постепенно проникают через слой электролита, соединяя анод и катод, что ведет к короткому замыканию и выходу устройства из строя. Несмотря на то, что применение твердых электролитов открывает горизонты для быстрой зарядки, именно угроза появления дендритов сдерживает реализацию этого потенциала.
Исследователи из Брауновского университета предложили новый подход к решению проблемы дендритов. Команда представила эффективный и относительно простой метод, основанный на создании температурной разницы между сторонами твердого электролита. Это механическое напряжение, возникающее в результате, может предотвратить образование дендритов, значительно улучшая эксплуатационные характеристики аккумуляторов.
Для подтверждения эффективности предложенного метода исследовательская группа провела ряд экспериментов с использованием батарей на основе литиевого металлического электрода и твердого электролита LLZTO. Они нагревали одну сторону электролита с помощью керамического нагревательного элемента и охлаждали другую сторону с использованием медного теплоотводящего устройства. Результаты испытаний подтвердили, что термическое сжатие позволяет существенно снизить проникновение дендритов в материале, предрасположенном к их образованию.
Авторы исследования надеются, что полученные результаты станут основой для разработки будущих поколений аккумуляторов. Используя встроенные системы охлаждения современных устройств, инженеры смогут создавать оптимальные условия для предотвращения роста дендритов, повышая надежность и эффективность батарей.
Тем временем в подземных залах ЦЕРНа установили две уникальные гигантские «ледяные камеры» — главные компоненты новой криогенной системы для Большого адронного коллайдера.
Фото: hi-tech.mail.ru