3 года — примерно столько живут смартфоны. И чем дальше, тем заметнее будут проблемы с аккумулятором на любом аппарате. Менять технику только потому, что батарея перестала держать заряд, обидно и крайне неприятно, особенно если во всем остальном модель устраивала. Но по всей видимости, вскоре мы сможем забыть об этой сложности благодаря открытию ученых из Стэнфордского университета.
Найден способ увеличить срок службы литий-ионных аккумуляторов
Такие батареи зачастую устанавливаются в смартфонах, ноутбуках и даже электромобилях. И теперь ученые узнали, как производители этих гаджетов могут продлить срок их работы.
Freepik
Один маленький лайфхак может спасти ваши гаджеты от быстрого износа!
Как устроена литий-ионная батарея
Типичный литий-ионный аккумулятор состоит из двух основных компонентов: положительного и отрицательного электрода, разделенных сепаратором, который предотвращает прямой контакт между ними, но позволяет ионам лития перемещаться между ними. Во время зарядки батареи они перемещаются в отрицательный электрод, а при использовании гаджета возвращаются в положительный.
Совершенно новый литий-ионный аккумулятор полностью разряжен — положительный электрод заполнен литием, а отрицательный совершенно свободен. При первой зарядке часть лития застревает на поверхности отрицательного электрода, там он связывается с другими компонентами раствора электролита и становится частью межфазы твердого электролита (SEI) — слоя, который защищает отрицательный электрод от побочных реакций связи жидкого электролита с графитом.
Обычно на производстве аккумуляторы заряжают медленно, тратят на это около 10 часов, чтобы SEI стал стабильным и равномерным. Предлагалось, что быстрая зарядка может навредить батарее и существенно снизить срок ее службы. Однако новое исследование показало, что это вовсе не так.
Как увеличить срок службы литий-ионных аккумуляторов
Ученые из США решили воспользоваться алгоритмами машинного обучения, чтобы определить, что оказывает наибольшее влияние на SEI. Их внимание привлекли два фактора — ток и температура во время первой зарядки.
В ходе экспериментов исследователи проверили, какой эффект на аккумулятор оказывает быстрая (примерно 20 минут) и медленная (10 часов) зарядка. При быстрой зарядке в SEI застревает больше лития, но это не минус, наоборот, огромный плюс — это ограничивает возможность побочных реакций в будущем, которые могут сократить срок службы батареи при последующих циклах. Таким образом, это может повысить износоустойчивость аккумулятора на целых 50%!
Как утверждают авторы научной работы, разработанная ими стратегия не только «продлить жизнь» аккумуляторов, но и значительно их удешевить.