Ученые назвали причину короткого замыкания, которое не позволяет использовать сверхбыструю зарядку для аккумуляторов. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
По словам инженеров Стэнфордского университета (США), перед ними стояла задача выяснить, по какой причине при быстрой зарядке литий-металлических батарей с твердыми электролитами происходит замыкание. Специалистам удалось узнать, что сбои происходят из-за возникновения многочисленных микротрещин на корпусе батареи.
Авторы отметили, что литий-металлические батареи в теории можно использовать для очень быстрой зарядки, но в этом случае слишком часто происходит короткое замыкание. Ученые выяснили, что батарея оказывается очень чувствительной к различным трещинам, которые появляются в ходе эксплуатации.
«Просто небольшое вдавливание, сгибание или скручивание батарей может привести к открытию наноскопических трещин в материалах и попаданию лития в твердый электролит, что приведет к его короткому замыканию», — назвал главную проблему передовых аккумуляторов ведущий автор исследования Уильям Чуэ.
В ходе 60 экспериментов с применением высокоточного микроскопа ученые определили, что на поверхности батареи возникают наноскопические трещины размером около 20 нанометров. Во время быстрой зарядки эти трещины раскрываются, позволяя электролиту проникнуть внутрь, что и вызывает сбой. По словам Уильяма Чуэ, если специалистам удастся решить проблему прочности аккумулятора, то у них получится создать батарею нового поколения.
В конце января международная группа ученых описала сценарии использования устаревших аккумуляторов от электромобилей. По словам специалистов, использованные батареи можно применять в городских электросетях для сохранения энергии.