Нейтроны помогли улучшить зарядку и безопасность литиевых батарей

Прорыв в понимании электролитов литиевых батарей открывает путь к созданию более безопасных и мощных аккумуляторов. Международная исследовательская группа, включая ученых из Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL), впервые использовала нейтроны для измерения скорости перемещения ионов лития внутри ключевого компонента батареи.

Литий-ионные батареи питают нашу портативную электронику, но существуют ограничения. Традиционные жидкие электролиты легко воспламеняются, поэтому ученые ищут более безопасные альтернативы. Полимерные электролиты многообещающи, но они могут задерживать ионы лития в клетках, препятствуя их движению и замедляя зарядку. Команда использовала метод квазиупругого рассеяния нейтронов в ORNL для измерения времени, которое требуется ионам лития, чтобы покинуть эти клетки в полимерном электролите — одна наносекунда (миллиардная доля секунды). Этот важный показатель подтверждает компьютерное моделирование и проясняет давние споры.

Более быстрое движение ионов означает более быструю зарядку и потенциально более мощные батареи. Кроме того, полимерные электролиты менее огнеопасны, чем их жидкие аналоги, что повышает безопасность батарей.

Исследовательская группа считает, что этот подход может быть применен и для изучения жидких электролитов. Ниташ Балсара, профессор Калифорнийского университета в Беркли, подчеркивает важность исследования: «понимание того, в какой степени ионы лития находятся в клетке, имеет значение для всех электролитов, а не только для полимеров».