Причину малого срока службы натрий-ионных аккумуляторов выяснили в Корнелле
Причину ограниченного срока службы натрий-ионных аккумуляторов выяснили исследователи из университета Корнелла, 11 февраля сообщает TechXplore.
Натрий-ионные аккумуляторы являются перспективным видом для применения в электромобилях и различного вида энергосистемах. Они достаточно энергоемки, хорошо работают при низких температурах и изготавливаются из негорючих материалов. Но количество циклов заряд-разряд натрий-ионных аккумуляторов значительно ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, используемых в современной электронике.
Ученые обнаружили, что низкая долговечность обусловлена специфической перестановкой атомов в электродах батареи при ее работе. По мере того, как ионы натрия проходят через батарею, нарушение ориентации кристаллических слоев внутри отдельных частиц увеличивается.
Исследователи смогли наблюдать это явление, применив новый метод рентгеновской визуализации с использованием синхротронного источника высокой энергии, расположенном в университете Корнелла. Синхротрон позволил наблюдать в режиме реального времени и во множественных вариантах поведение отдельных частиц в образце батареи.
«Неожиданное выравнивание атомов невидимо при обычных измерениях порошковой рентгеновской дифракции, поскольку для этого требуется видеть внутри отдельных наночастиц катода. Наши беспрецедентно высокопроизводительные данные позволили нам раскрыть тонкий, но важный механизм», — сказал Андрей Сингер, доцент кафедры материаловедения и инженерии.
Это открытие натолкнуло исследователей предложить новые варианты конструкции натрий-ионной батареи. По их словам, одно из решений состоит в изменении химического состава батареи с целью внесения беспорядка в кристаллической структуре электродов.
