Материалы портала «Научная Россия»

В микроскоп увидели набухание электрода в аккумуляторе

В микроскоп увидели набухание электрода в аккумуляторе
Учёным из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории(США) удалось, если можно так сказать, приблизить эти эксперименты к природе: они изготовили крохотный закрытый аккумулятор, в котором один кремниевый электрод со всех сторон был окружён лити

Увидеть повреждение электродов можно было с помощью просвечивающего электронного микроскопа, однако он работает только с высушенными объектами. Поэтому подобные исследования проводились с открытыми аккумуляторами без электролита, и в выводах приходилось делать поправку на не слишком «естественное» положение аккумулятора. 

К счастью, учёным из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории(США) удалось, если можно так сказать, приблизить эти эксперименты к природе: они изготовили крохотный закрытый аккумулятор, в котором один кремниевый электрод со всех сторон был окружён литиевым электролитом. Аккумулятор можно было заряжать и наблюдать за его поведением в электронный микроскоп, не вскрывая его. 

В итоге, как пишут авторы работы в журнале Nano Letters, они увидели набухание электрода, которое происходило в реальном времени при перемещении ионов лития внутрь и наружу электрода, происходившем при разрядке и перезарядке аккумулятора. Электрод в заряженном аккумуляторе как будто становился всё толще и толще: его буквально распирало от поступающих в него ионов. 

набухание электрона

 

 

 

 

Рис. Схема аккумулятора, через который проходит просвечивающий пучок электронов от микроскопа (слева), и постепенное, сверху вниз, набухание электрода при зарядке аккумулятора (справа) (иллюстрация авторов работы).

 

Вот так благодаря электронному микроскопу удалось воочию отследить связь между перезарядкой аккумулятора и деформацией электрода. О том, что такая деформация может возникать из-за движений ионов электролита, конечно, догадывались, но с подобной достоверностью ещё не наблюдали.

Исследователи надеются, что созданная ими модель аккумулятора, которую можно «живьём» наблюдать в микроскоп, поможет в кратчайшие сроки найти способ защиты электродов от деформации и тем самым продлить время жизни аккумуляторов. 

Подготовлено по материалам Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. Фото Shutterstock.

Источник: compulenta.computerra.ru

крохотный закрытый аккумулятор тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория сша электронный микроскоп

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий