Исследователи из Федерального института исследования и испытания материалов (BAM) разработали метод диагностики деградации литий-ионных аккумуляторов. Ученые выяснили, что распределение изотопов лития-6 и лития-7 внутри ячеек служит индикатором процессов старения, работая как своеобразный отпечаток пальца.
В ходе экспериментов с аккумуляторами, имеющими катод из оксида лития-никеля-марганца-кобальта и графитовый анод, специалисты зафиксировали накопление лития-6 на аноде после первых циклов заряда. Спустя 280 циклов содержание лития-7 значительно выросло на катоде, что совпало с падением емкости батареи.
Для анализа распределения изотопов по глубине электродов команда применила метод масс-спектрометрии высокого разрешения. Работа проводилась совместно с британской компанией Nu Instruments Ltd. и Лейбницким институтом исследований твердого тела и материалов в Дрездене (IFW Dresden), результаты опубликованы в ACS Energy Letters.
Новый подход позволяет отслеживать механизмы старения на ранних этапах, до того как они приведут к существенной потере емкости. Использование изотопов в качестве естественных маркеров поможет точнее прогнозировать срок службы батарей и совершенствовать их конструкцию.
