Ново истражување покажува дека дел од литиумот во литиум-металните батерии не останува достапен за складирање енергија, туку се вградува во бакарниот струен колектор. Тоа е важен проблем, бидејќи секоја загуба на литиум директно го намалува капацитетот и може да го скрати работниот век на батеријата.
Тим од Ruhr University Bochum, во соработка со научници од Helmholtz Institute Ulm и Karlsruhe Institute of Technology, користел атомска пробна томографија за да утврди каде точно завршува литиумот. Методата овозможува тридимензионално мапирање на елементите со исклучително висока просторна резолуција, што е особено важно кај литиумот, бидејќи тој е лесен и многу реактивен елемент и тешко се следи со стандардни аналитички техники.
Резултатите покажале дека уште по првиот циклус на полнење и празнење, литиумот почнува да се акумулира на границите меѓу зрната и на нивните споеви во бакарната фолија. По три циклуси, површината на бакарот станува нанокристална и оксидирана, а новонастанатите дефекти дополнително врзуваат литиум и кислород под површината. Тоа постепено го влошува самиот струен колектор.
Овие сознанија се значајни за развојот на идните батерии со висока енергетска густина, особено за таканаречените анодно-без и zero-excess литиум-метални системи. Досега често се претпоставуваше дека литиумот не влегува во посериозна интеракција со бакарниот колектор, но новите податоци укажуваат дека токму овој процес може да биде потценет фактор во деградацијата на перформансите.
Истражувањето е објавено во списанието Advanced Energy Materials и отвора простор за подобар дизајн на материјалите во идните генерации батерии. Ако инженерите успеат да го ограничат задржувањето на литиумот во бакарот, тоа би можело да придонесе за подолготрајни и поефикасни батериски ќелии.
