Чому літій-іонні батареї втрачають свою ємність

Стала відома причина, чому батареї з часом швидше розряджаються.

Ви помічали таку річ, що з часом ваші пристрої, будь то смартфон, планшет або ноутбук тримають заряд все менше і менше.

Вся справа в тому, що ємність нинішніх літій-іонних батарей, які використовуються в ноутбуках, і в смартфонах і навіть в гібридних автомобілях, залежить від кількості іонів літію, які переміщуються між двома електродами під час зарядки та розрядки.

Цей процес циркуляції відбувається за допомогою іонів деяких перехідних металів. Вони змінюють стан окислення в момент, коли іони літію заходять в катод і залишають його. З часом при збільшенні кількості циклів експлуатації батареї, цих іонів стає все більше, особливо іонів марганцю, тому вони виводяться з матеріалу катода і концентруються на аноді.

Потім іони вступають у взаємодію з інтерфазою твердого електроліту, яка формується в процесі реакції між анодом і рідким електролітом. Справа в тому, що кожній молекулі електроліту, яка розкладається при такій відновлювальній реакції, відповідає іон літію, пов'язаний в інтерфазі.

Тому чим більше іонів літію осідає в інтерфазі, тим більше в результаті знижується ємність літій-іонної батареї, і наші з вами пристрої перестають тримати заряд.