Исследователи из «Сколтеха», МГУ и Исследовательского центра IDEA разработали метод изучения механической деградации литий-ионных аккумуляторов в процессе их работы. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Measurement.
Ученые использовали модифицированную ячейку формата CR2032 с окном доступа и плоский алмазный индентор. Это позволило проводить наноиндентирование катодных материалов с высоким содержанием никеля (NMC811) непосредственно во время электрохимических реакций, исключая искажения, возникающие при разборке батарей.
Эксперименты показали, что при переходе в высоковольтную фазу H3 работа пластической деформации катода снижается на 28%. Хотя твердость и модуль упругости остаются стабильными, потеря пластичности при работе выше 4,2 вольт повышает риск растрескивания частиц и разрушения структуры аккумулятора.
Полученные количественные данные помогут инженерам калибровать расчетные модели для прогнозирования внутренних напряжений. Это позволит производителям точнее определять безопасные режимы эксплуатации и создавать более долговечные батареи для электромобилей и портативной электроники.
