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

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

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

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии
Зоологи выявили тенденцию к увеличению числа защитных роговых элементов на панцире морских черепах на острове Шри-Ланка
Российские ученые нашли способ повысить урожайность подсолнечника на 43% с помощью нового серосодержащего удобрения