Литий-металлические аккумуляторы открывают удивительные перспективы для хранения энергии, обещая высокую емкость при минимальных габаритах и весе. Однако широкому внедрению этой технологии ранее мешало образование дендритов – опасных литиевых кристаллов, способных спровоцировать короткое замыкание и выход батареи из строя. Позитивный прорыв совершили ученые Технического университета Мюнхена: им удалось установить, что эти структуры могут формироваться не только на границах электродов, но и непосредственно внутри электролита. Данное открытие подробно описано в авторитетном журнале Nature Communications.
Переосмысление роли полимерных электролитов
Долгое время считалось, что продвинутые твердые электролиты, в особенности полимерные, служат надежным барьером для дендритов. Новые данные показали иную картину. "Наши измерения выявили, что дендриты способны прорастать именно в том материале, который предназначен для их блокировки", – поделились исследователи. Полимерные электролиты действительно безопаснее жидких благодаря негорючести и отсутствию протечек, гарантируя изоляцию электродов. Но полученные результаты противоречат основополагающему тезису в сфере разработки литий-металлических аккумуляторов.
Инновационный метод исследования на ускорителе DESY
Для получения этих важных данных была задействована передовая методика – нанофокусная рентгеновская дифракция на установке DESY в Гамбурге. Сверхтонкий рентгеновский пучок диаметром всего 350 нанометров позволил впервые визуализировать микроскопические процессы *внутри* полимерного электролита в условиях, имитирующих реальную работу батареи. "Принято было думать, что дендриты образуются исключительно на стыке электрода и электролита. Обнаружение их роста внутри материала оказалось неожиданным явлением", – подчеркнули ученые. "Это ключ к созданию инновационных материалов, где подобная кристаллизация станет невозможной. Следующее поколение аккумуляторов будет более эффективным, безопасным и долговечным".
Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить максимально удобную работу с нашим сайтом. Продолжая пользоваться сайтом, Вы соглашаетесь с использованием нами cookie-файлов.
