Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου γρήγορης φόρτισης είναι πανταχού παρούσες, τροφοδοτώντας τα πάντα, από κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές μέχρι ηλεκτρικά οχήματα. Είναι όμως συχνά εάλωτες σε υπερθέρμανση ή ανάφλεξη.
Τώρα, με ένα καινοτόμο υπολογιστικό μοντέλο, μια μηχανολόγος μηχανικός του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison, κατανόησς ένα φαινόμενο που προκαλεί την αποτυχία των μπαταριών ιόντων λιθίου.
Αναπτύχθηκε από την Weiyu Li, επίκουρο καθηγήτρια μηχανολογίας στο UW-Madison. Το μοντέλο εξηγεί την επιμετάλλωση λιθίου, στην οποία η γρήγορη φόρτιση ενεργοποιεί τη συσσώρευση μεταλλικού λιθίου στην επιφάνεια της ανόδου της μπαταρίας, προκαλώντας την ταχύτερη φθορά της μπαταρίας ή ανάφλεξη.
Αυτή η γνώση θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο φόρτιση μπαταριών ιόντων λιθίου, που θα είναι ασφαλέστερες και με μεγαλύτερη διάρκεια.
Με το μοντέλο της, η Li μελέτησε την επιμετάλλωση λιθίου σε μια άνοδο γραφίτη σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Το μοντέλο αποκάλυψε πώς η πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ μεταφοράς ιόντων και ηλεκτροχημικών αντιδράσεων οδηγεί στην επιμετάλλωση λιθίου. Τα αποτελέσματα της εργασίας, δημοσιεύτηκε στις 10 Μαρτίου 2025, στο περιοδικό ACS Energy Letters.
Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα αποτελέσματα της Li για να σχεδιάσουν όχι μόνο τα καλύτερα υλικά μπαταρίας – αλλά κυρίως, πρωτόκολλα φόρτισης που παρατείνουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
«Αυτή η βασισμένη στη φυσική καθοδήγηση είναι πολύτιμη γιατί μας δίνει τη δυνατότητα να προσδιορίσουμε τον βέλτιστο τρόπο προσαρμογής των πυκνοτήτων ρεύματος κατά τη φόρτιση, με βάση την κατάσταση φόρτισης και τις ιδιότητες του υλικού, για να αποφύγουμε την επιμετάλλωση λιθίου», λέει η Li.
VIA: smartphonegreece.com
