Специалисты из Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета выяснили главные причины микроскопических деформаций, из-за которых литий-ионные батареи могут трескаться.
Ранее исследователи столкнулись с проблемами растрескивания в литий-ионных аккумуляторах с никелевыми поликристаллическими катодами (PC-NMC). В поисках решения они обратились к монокристаллическим никельсодержащим катодам (SC-NMC). Но оказалось, что такие катоды обычно работают хуже поликристаллических. Главная ошибка была в том, что подходы, применимые для PC-NMC, неправильно переносили на SC-NMC.
Во время тестов ученые заметили, что в SC-NMC катодах при работе батареи происходят особые нанодеформации. Это ставит под сомнение привычные методы оценки и стратегии, которые используют для PC-NMC. Исследования на уровне отдельных частиц показали — в SC-NMC механическая стабильность и изменение объема решетки не совпадают. Это и вызывает нестабильность структуры.
Также ученые по-новому взглянули на значение кобальта и марганца в катодах. Кобальт оказался важен для продления срока службы SC-NMC, так как снижает локальные деформации. А марганец, наоборот, ускоряет механическую деградацию.
Источник: издание Interesting Engineering
