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: Телеграм | Дзен | Вконтакте


Энергия

Новый метод увеличил емкость аккумуляторов на 60%
Новый метод увеличил емкость аккумуляторов на 60%

Спрос на батареи, которые запасают больше...

Ученые улучшили производство водорода
Ученые улучшили производство водорода

Ученые из Университета Оклахомы совершили...

Корейские ученые нашли замену опасным аккумуляторам
Корейские ученые нашли замену опасным аккумуляторам

Современная энергетика активно переходит на&nb...

Как Европа планирует коммерциализировать термоядерный синтез
Как Европа планирует коммерциализировать термоядерный синтез

Милена Роведа, председатель Европейской ассоци...

Новое покрытие делает солнечные батареи эффективнее
Новое покрытие делает солнечные батареи эффективнее

Плоские кремниевые солнечные панели превращают...

PWR, BWR, PHWR – разбираемся, кто есть кто в мире ядерных реакторов
PWR, BWR, PHWR – разбираемся, кто есть кто в мире ядерных реакторов

Современная ядерная энергетика использует разл...

Не кочевать же с дизелем: как плавучие АЭС меняют правила игры
Не кочевать же с дизелем: как плавучие АЭС меняют правила игры

Современная энергетика сталкивается с нов...

Как устроены самые мощные ядерные реакторы планеты
Как устроены самые мощные ядерные реакторы планеты

Атомная энергетика остается одним из ключ...

Испытание солнцем: вольфрам держит удар термоядерной плазмы
Испытание солнцем: вольфрам держит удар термоядерной плазмы

В лабораториях голландского института DIFFER у...

Ученые создали генератор энергии для пчел весом 46 мг
Ученые создали генератор энергии для пчел весом 46 мг

Ученые из Пекинского технологического инс...

Как солнечные панели и сельское хозяйство могут работать вместе
Как солнечные панели и сельское хозяйство могут работать вместе

Солнечные панели и сельское хозяйство час...

Энергия звезд может заменить уголь и газ
Энергия звезд может заменить уголь и газ

Карл Тишлер из европейского консорциума п...

Не проливайте даром: ученые нашли применение дождевой воде
Не проливайте даром: ученые нашли применение дождевой воде

Когда два материала соприкасаются, заряже...

Кувырок перед прыжком: почему вода сопротивляется расщеплению
Кувырок перед прыжком: почему вода сопротивляется расщеплению

Ученые нашли причину, почему расщепление воды ...

Метанол на стероидах: ученые нашли способ разогнать реакцию
Метанол на стероидах: ученые нашли способ разогнать реакцию

Замена традиционного ископаемого топлива на&nb...

Термоядерный пылесос: как и зачем ученые следят за отходами плазмы
Термоядерный пылесос: как и зачем ученые следят за отходами плазмы

В МИФИ создали систему, которая будет собирать...

Поиск на сайте

ТОП - Новости мира, инновации

Компьютерная симуляция раскрывает тайны космической турбулентности
Компьютерная симуляция раскрывает тайны космической турбулентности
Ученые нашли материал, который ловит CO₂ даже во влажном воздухе
Ученые нашли материал, который ловит CO₂ даже во влажном воздухе
Радуга в клетке: ученые укротили цветовой хаос в AR-очках
Радуга в клетке: ученые укротили цветовой хаос в AR-очках
Ученые выяснили, как именно вегетарианцы не любят мясо
Ученые выяснили, как именно вегетарианцы не любят мясо
Запутанная арифметика: сколько частиц нужно, чтобы измерить то, чего нет
Запутанная арифметика: сколько частиц нужно, чтобы измерить то, чего нет
Ученые предложили управлять тараканами с помощью ультрафиолета
Ученые предложили управлять тараканами с помощью ультрафиолета
Лишние узлы — долой: нейросеть научилась видеть главное в графах
Лишние узлы — долой: нейросеть научилась видеть главное в графах
Деревья закрывают устьица раньше, чем считалось, чтобы сохранить рост
Деревья закрывают устьица раньше, чем считалось, чтобы сохранить рост
Зациклились: почему бизнес перестает выбрасывать деньги на ветер
Зациклились: почему бизнес перестает выбрасывать деньги на ветер
Гриб, который заменит пластик: мицелий стал материалом будущего
Гриб, который заменит пластик: мицелий стал материалом будущего

Новости компаний, релизы

Бактерии против грибов: как наука защищает картофель без химии
Овцы вместо мышей: как ученые нашли новый способ тестировать материалы для зубов
Пробирки, зелень и взрывы: фестиваль для тех, кто любит науку
Ход конем: в Шагонаре прошел первый шахматный турнир для дошколят
Якутия и Амурская область запускают гонки дронов