Ученые MIT раскрыли новый механизм работы литий-ионных аккумуляторов

Исследователи предложили революционную модель сопряженного ионно-электронного переноса, которая опровергает традиционные представления о процессах зарядки. Открытие может привести к созданию аккумуляторов с рекордной скоростью зарядки и повышенной долговечностью.

Ученые MIT раскрыли новый механизм работы литий-ионных аккумуляторов

Специалисты Массачусетского технологического института разработали принципиально новую теоретическую модель, объясняющую фундаментальные процессы в литий-ионных аккумуляторах. Многолетние исследования с использованием импульсных методов измерения показали, что скорость интеркаляции лития определяется не диффузией ионов, как считалось decades, а синхронным переносом ионов и электронов.

Когда ионы лития перемещаются из раствора электролита к электроду из оксида кобальта, электроны также перемещаются в электрод и восстанавливают кобальт.

Ученые провели точные измерения на более чем 50 комбинациях электролитов и электродов, включая широко используемые в электромобилях и электронике материалы. Результаты продемонстрировали, что реальная скорость интеркаляции значительно ниже предсказаний классической модели Батлера-Фольмера. Ключевым открытием стало наблюдение, что ион лития может проникать в электрод только одновременно с переносом электрона.

Новая модель CIET предлагает конкретные пути улучшения аккумуляторов. Понимание механизма контроля скорости реакции позволяет разрабатывать системы с ускоренной зарядкой. Одновременно появляется возможность снизить деградацию батарей за счет минимизации побочных электрохимических процессов. Особенно значимым это открытие становится для современных аккумуляторных материалов типа NMC и LCO.

Исследование, опубликованное в журнале Science, знаменует переход от эмпирического подхода к фундаментальному проектированию аккумуляторов. Профессор Мартин Базант отмечает, что модель открывает путь к созданию энергонакопительных систем с программируемыми характеристиками и повышенной эффективностью.

Читайте также

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Может ли искусственный интеллект чувствовать боль? Учёные обнаружили необычные реакции нейросетей

Может ли искусственный интеллект чувствовать боль? Учёные обнаружили необычные реакции нейросетей

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс