Conform Electrive, care citează un studiu publicat în revista Advanced Energy Materials, cercetători de la Ruhr University Bochum, împreună cu specialiști de la Helmholtz Institute Ulm și Karlsruhe Institute of Technology, au verificat ipoteza potrivit căreia ionii de litiu pătrund în colectorul de curent din cupru în timpul funcționării bateriei. Pentru analiză, echipa a utilizat tomografia cu sondă atomică (atom probe tomography), o metodă care permite cartografierea tridimensională a elementelor la rezoluție subnanometrică.

Studiul arată unde ajunge litiul în colectorul de curent

Colectorul de curent este o folie subțire de cupru care servește drept suport pentru anod și transportă electronii către borna negativă a bateriei. Cercetătorii au constatat că, după un singur ciclu de încărcare și descărcare, litiul se acumulează inițial la limitele granulelor și la punctele de întâlnire dintre acestea din structura cuprului.

După trei cicluri, suprafața foliei de cupru devine nanocristalină și oxidată. Defectele formate în această etapă rețin suplimentar litiu și oxigen sub suprafață, ceea ce contribuie la degradarea colectorului de curent. Echipa de cercetare afirmă că fiecare pierdere de litiu reduce capacitatea bateriei și durata sa de viață.

Descoperirea ar putea influența dezvoltarea bateriilor fără anod

Autorii studiului spun că rezultatele sunt relevante pentru bateriile cu litiu-metal (Lithium Metal Batteries – LMB), inclusiv pentru bateriile fără anod (anode-free LMB), considerate o posibilă generație viitoare de acumulatori cu densitate energetică mai mare decât bateriile litiu-ion utilizate în prezent.

Profesorul Tong Li a declarat că, până acum, ipoteza generală era că litiul nu difuzează și nu interacționează cu colectorul de curent din cupru în bateriile fără anod. Potrivit acestuia, pierderea litiului către colectorul de cupru a fost în mare parte ignorată în explicațiile privind degradarea performanței acestor baterii. Cercetătorii consideră că înțelegerea acestui proces este importantă pentru dezvoltarea viitoarelor baterii fără anod.