Z jednej strony mogłoby się wydawać, iż takie baterie wcale nie są trudno dostępne, wszak można je spotkać na przykład w zegarkach. Niestety, tkwi w tym pewien szkopuł: trudno jest ocenić, gdy dojdzie do uszkodzenia komponentów tworzących te akumulatory. Próbując jak najlepiej zrozumieć źródło komplikacji dotyczących poszczególnych rodzajów akumulatorów, naukowcy wykorzystali zaawansowany technologicznie laser. O wnioskach wyciągniętych na podstawie przeprowadzonych eksperymentów piszą teraz na łamach iScience.
Czytaj też: Co zrobić ze zużytymi akumulatorami? Francuzi mają na to nietypowy pomysł
Celem ich badań było wyjaśnienie, dlaczego akumulatory litowo-metalowe są bardziej podatne na uszkodzenia aniżeli ma to miejsce w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Najpierw je więc zamrozili, a następnie przecięli z użyciem lasera. Bo choć pierwszy rodzaj baterii mógłby być zmniejszony, dzięki czemu byłby mniejszych rozmiarów i wagi, to nie zda się to na wiele, jeżeli będzie on łatwo ulegał uszkodzeniom wraz z kolejnymi cyklami ładowania.
Akumulatory litowo-metalowe mogłyby być miniaturyzowane, ale ich ograniczeniem jest wysokie ryzyko pożaru i szybka degradacja
Jedno z tłumaczeń sugerowało, że lit miałby prowadzić do powstawania kolców zwanych dendrytami. To właśnie one byłyby odpowiedzialne za uszkodzenia separatora i występowanie pożarów. Kiedy jednak akumulator został zamrożony i poddany obrazowaniu, okazało się, że lit reaguje z ciekłym elektrolitem, co ostatecznie prowadzi do rozrywania separatora od środka. Przeprowadzone obserwacje mogą okazać się kluczowe dla projektowania akumulatorów, które byłyby mniejsze, lżejsze, a przy tym wolne od zagrożenia pożarami.
Czytaj też: Połączono grafen z wyjątkowym składnikiem. Fotowoltaicznie ta para wygląda jak Flip i Flap
Gdyby jednak udało się zwalczyć te ograniczenia, to będzie można wykorzystać akumulatory litowo-metalowe w znacznie mniejszych konstrukcjach. Jak wykazały obserwacje pod mikroskopem elektronowym, istotną rolę pełni tzw. interfaza SEI, która albo całkowicie blokuje ruch litu albo ogranicza jego przechodzenia między dwiema elektrodami. W pierwszym przypadku ograniczana jest żywotność baterii, a w drugim – potęgowane jest ryzyko ich pożaru.
