Sürətlə doldurulan litium-ion batareyalar hər yerdə mövcuddur, cib telefonlarından və noutbuklardan tutmuş elektrik avtomobillərinə qədər hər şeyi gücləndirir. Həm də həddindən artıq istiləşmə və ya alov tutma ilə məşhurdurlar.

İndi yenilikçi hesablama modeli ilə Viskonsin-Madison Universitetinin mexaniki mühəndisi litium-ion batareyalarının sıradan çıxmasına səbəb olan bir fenomen haqqında yeni anlayış əldə etdi.

UW-Madison-da maşınqayırma üzrə dosent Weiyu Li tərəfindən hazırlanmış model litium örtülməsini izah edir, burada sürətli şarj akkumulyatorun anodunun səthində metal litiumun yığılmasına səbəb olur və batareyanın daha tez xarab olmasına və ya alovlanmasına səbəb olur.

Bu bilik daha təhlükəsiz və daha uzun ömürlü olan sürətli doldurulan litium-ion batareyalarına səbəb ola bilər.

Litium örtüyünə səbəb olan mexanizmlər indiyə qədər yaxşı başa düşülməmişdir. Modeli ilə Li, litium-ion batareyada qrafit anodda litium örtüklə işləməyi öyrəndi. Model, ionların daşınması və elektrokimyəvi reaksiyalar arasındakı mürəkkəb qarşılıqlı əlaqənin litium örtüyünə necə təsir etdiyini ortaya qoydu. O , nəticələrini 10 mart 2025-ci ildə ACS Energy Letters jurnalında dərc olunmuş məqaləsində ətraflı təsvir etdi .

Li deyir: “Bu modeldən istifadə edərək, iş şəraiti və material xüsusiyyətləri ilə litium örtüyünün başlanğıcı kimi əsas amillər arasında əlaqələr qura bildim”. “Bu nəticələrdən mən fizikaya əsaslanan örtükləri azaltmaq üçün strategiyalar haqqında təlimat verən bir diaqram yaratdım. Diaqram bu tapıntıları çox əlçatan edir və tədqiqatçılar heç bir əlavə simulyasiya etməyə ehtiyac olmadan nəticələrdən istifadə edə bilərlər.”

Tədqiqatçılar Li-nin nəticələrindən yalnız ən yaxşı akkumulyator materiallarını deyil, ən əsası isə batareyanın ömrünü uzadan doldurma protokollarını tərtib etmək üçün istifadə edə bilərlər .

Li deyir: “Bu fizikaya əsaslanan təlimat ona görə dəyərlidir ki, o, litiumla örtülmənin qarşısını almaq üçün şarj vəziyyətinə və materialın xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq doldurma zamanı cərəyan sıxlığını tənzimləmək üçün optimal yolu müəyyən etməyə imkan verir”.

Litium örtüklə bağlı əvvəlki tədqiqatlar əsasən ekstremal hallara yönəlmişdir. Qeyd edək ki, Li modeli daha geniş şəraitdə litium örtüyünün başlanğıcını araşdırmaq üçün bir yol təqdim edərək, fenomenin daha əhatəli mənzərəsini təqdim edir.

Li, litium örtüklüyə təsirini araşdırmaq üçün stresin yaranması kimi mexaniki amilləri özündə birləşdirən modelini daha da inkişaf etdirməyi planlaşdırır.

Daha çox məlumat: Weiyu Li, Tez doldurulan Li-Ion Batareyalarda Litium Kaplamanın Başlanması, ACS Enerji Məktubları (2025). DOI: 10.1021/acsenergylett.5c00322

Jurnal məlumatı: ACS Energy Letters Viskonsin-Madison Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir