Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках

Поскольку литий-ионные батареи используются буквально везде, включая бытовую электронику, автомобили и накопители электроэнергии, исследователи неустанно работают над повышением их мощности, эффективности и долговечности.

В статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Materials, ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне и Брукхейвенской национальной лаборатории провели детальное исследование слоистых катодов с высоким содержанием никеля, которые считаются перспективными компонентами для батарей следующего поколения.

Группа ученых с помощью электронной микроскопии со сверхразрешением в сочетании с глубоким машинным обучением расшифровала мельчайшие изменения на границе раздела материалов, соединенных между собой в литий-ионных батареях.

Особенно нас интересует никель, поскольку он может помочь отказаться от кобальта в качестве катодного материала, — заявил соавтор Хуолин Синь, профессор физики и астрономии университета.

Кобальт токсичен, поэтому его опасно добывать и обрабатывать.

Но для того, чтобы изменения можно было реализовать в полной мере, разработчикам батарей необходимо знать, что происходит внутри элементов при их многократной разрядке и перезарядке. Было установлено, что высокая плотность энергии никель-слоистых литий-ионных батарей приводит к быстрому химическому и механическому разрушению материалов, входящих в состав батарей.

Команда использовала трансмиссионный электронный микроскоп и атомное моделирование, чтобы узнать, как оксидативные фазовые переходы влияют на компоненты батарей, вызывая дефекты на довольно однородной в остальном поверхности.

Этот проект, в котором использовались самые мощные в мире технологии микроскопии и передовые методы анализа данных, открывает путь к оптимизации литий-ионных батарей с высоким содержанием никеля, — заключил Синь.

Знание того, как эти батареи работают на атомном уровне, поможет инженерам разработать литий-ионные батареи со куда более высокой мощностью и увеличенным сроком службы.

26.01.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии

Использование электрохимии для разделения...

В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения
В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения

Исследование ученых ТПУ позволит улучшить...

Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках
Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках

Поскольку литий-ионные батареи используются бу...

Перовскит обрел свое место под солнцем
Перовскит обрел свое место под солнцем

Перовскитные солнечные элементы привлекают бол...

В заброшенных шахтах нашли энергию на триллионы долларов
В заброшенных шахтах нашли энергию на триллионы долларов

Новая технология под названием Подземное ...

На черном свет клином не сошелся
На черном свет клином не сошелся

Удел солнечных панелей — лежать на&...

В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторов
В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторов

Группа ученых из Кольского научного центр...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

NeuroImage: Найдено объяснение разного уровня эритроцитов в крови новорожденных
NeuroImage: Найдено объяснение разного уровня эритроцитов в крови новорожденных
PLOS ONE: Разработана система для предотвращения потери природных ресурсов
PLOS ONE: Разработана система для предотвращения потери природных ресурсов
PLOS ONE: Сойки и вороны по-разному реагируют на появление конкурентов
PLOS ONE: Сойки и вороны по-разному реагируют на появление конкурентов
Хирургия полезна для некоторых детей с легким нарушением дыхания во сне
Хирургия полезна для некоторых детей с легким нарушением дыхания во сне
Мозг новорожденных только кажется недоразвитым по сравнению с другими приматами
Мозг новорожденных только кажется недоразвитым по сравнению с другими приматами
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
Исследователи составили карту воздействия кетамина на мозг
Исследователи составили карту воздействия кетамина на мозг
Исследование показало, как важный белок сбалансировал клеточные мембраны
Исследование показало, как важный белок сбалансировал клеточные мембраны
AJT: Старые органы ускоряют старение получателей трансплантатов
AJT: Старые органы ускоряют старение получателей трансплантатов
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии
В Science Advances опубликовали новые сведения о гибели динозавров
В Science Advances опубликовали новые сведения о гибели динозавров
JI: В-клетки вырабатывают антитела, которые подавляют аутоиммунный патогенез
JI: В-клетки вырабатывают антитела, которые подавляют аутоиммунный патогенез
Nature Comm: Робот, созданный по образу улитки, соберет микропластик в океане
Nature Comm: Робот, созданный по образу улитки, соберет микропластик в океане
Соленые иммунные клетки в мозге связаны с деменцией, вызванной гипертонией
Соленые иммунные клетки в мозге связаны с деменцией, вызванной гипертонией
Nature Communications: Создан датчик для имитации чувствительности кожи
Nature Communications: Создан датчик для имитации чувствительности кожи

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса