Ученые рассмотрели электрохимические процессы в батарее

С помощью новейшего метода микроскопии исследователи из Окриджской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США сумели отобразить и измерить электрохимические процессы в батареях в реальном времени и с нанометровым разрешением.

В ходе исследования ученые применили миниатюрную электрохимическую жидкую ячейку, помещенную в трансмиссионный электронный микроскоп для исследования загадочного явления в литий-ионных батареях под названием промежуточная фаза твердого электролита (solid electrolyte interphase).

Результаты опубликованы в издании Chemical Communications.

Промежуточная фаза твердого электролита — нанометровая пленка, которая формируется на аноде батареи вследствие разложения с электролитом.

Ученые согласны с тем, что формирование промежуточной фазы твердого электролита и стабильность играют ключевые роли в управлении функциональными возможностями батареи. Однако спустя 30 лет исследований в этой области детали динамики, структуры и химии процесса образования промежуточной фазы твердого электролита в ходе электрохимического цикла все еще обсуждаются. Единого и конечного мнения нет потому, что исследовать материалы твердых электродов в их естественной жидкой среде весьма непросто.

«Инновационный метод помог нам понять динамику формирования промежуточного слоя во время работы батареи», сообщил исследователь Реймонд Уночич. „Установление структуры и химии промежуточного слоя твердого электролита для максимизации возможностей батареи — достаточно тонкая процедура. Слой может то и дело разрушаться, и приходится выращивать его вновь, а потому требуется неусыпный контроль его структурной стабильности. В то же время приходится думать о создании наиболее эффективного для передачи ионов слоя. Наше исследование двигает нас на шаг ближе к пониманию формирования и роста промежуточного слоя твердого электролита“.