Виявлено критичний дефект акумуляторних батарей сучасних електричних автомобілів
Літій-іонні акумуляторні батареї, використовувані в більшості сучасних гібридних і електричних автомобілів, можуть вийти з ладу кілька раніше розрахункового терміну. А виною всьому цьому є недавно виявлена проблема з мідними колекторами акумуляторних батарей. Дослідники з університету Огайо розібрали і вивчили акумуляторні батареї, зняті з автомобіля, эксплуатировавшегося досить тривалий термін. Вони виявили, що за час роботи літій в достатній кількості залишив простір між електродами і накопичився на поверхні колектора, листа міді, який забезпечує передачу електронів від електродів батареї в електричну систему автомобіля.
У літій-іонних акумуляторних батареях під час їх роботи іони літію постійно рухаються від одного електрода до іншого. Але зі збільшенням віку батареї деякі іони літію прикріплюються і назавжди залишаються на поверхні анода, що значно зменшує ємність акумуляторної батареї. Тепер дослідники виявили, що іони літію здатні мігрувати крізь матеріал анода і назавжди осідати на міді колектора.
"Розбираючи батареї ми абсолютно випадково виявили достатній кількості літію на поверхні мідного колектора" - розповідає професор Бхарат Бхушен (Bharat Bhushan). - "Як іонам літію вдалося пройти крізь шар матеріалу анода для нас і по цей день залишається таємницею. Але в будь-якому випадку цей ефект має достатню негативний вплив на ємність, надійність і тривалість експлуатації всіх сучасних акумуляторних батарей тому, що всі вони мають схожі конструкції".
Проведені дослідження показали, що на мідному колекторі "зібралося" 0.08 відсотка всіх атомів літію, які є акумуляторної батареї, що становить приблизно один атом літію на 1250 атомів міді. Такого співвідношення достатньо, що б вплинути на ємність акумуляторної батареї і збільшити електричний опір мідного колектора, що зменшує ефективність батареї в цілому.
Рішенням цієї проблеми, вважають дослідники, можуть стати дослідження і розробка нових матеріалів для електродів та конструкційних матеріалів, застосування яких буде перешкоджати проникненню іонів літію крізь матеріал електродів.