Забелязвали ли сте, че батериите в устройствата ви не издържат толкова дълго, колкото когато бяха чисто нови?

Международен изследователски екип, ръководен от Тексаския университет в Остин, се е заел с това добре познато предизвикателство - деградацията на батериите - с обрат. Вместо да изследват обикновени батерии, те се фокусират върху реална технология, която много от нас използват ежедневно: безжични слушалки за уши. Използвайки рентгенови, инфрачервени и други технологии за визуализация, те разкриват сложността на тези малки устройства, за да разберат защо животът на батериите им намалява с времето.

„Това започна с моите лични слушалки; аз нося само дясната и установих, че след две години лявата слушалка има много по-дълъг живот на батерията“, казва Иджин Лиу, доцент в катедрата по машинно инженерство на Уокър в Cockrell School of Engineering, който ръководи новото изследване, публикувано в Advanced Materials. „Затова решихме да го проучим и да видим какво можем да открием.“

Учените откриха, че други важни компоненти в компактното устройство, като Bluetooth антената, микрофоните и електрическите вериги, се сблъскват с батерията, създавайки трудна микросреда. Тази динамика е довела до температурен градиент - различни температури в горната и долната част на батерията - който е повредил батерията. Излагането на реалния свят с много различни температури, степени на качество на въздуха и други неблагоприятни фактори също играе роля. Батериите често са проектирани да издържат на тежки условия, но честите промени в околната среда са предизвикателство по свой собствен начин.

Според изследователите тези открития илюстрират необходимостта да се мисли повече за това как батериите се вписват в реални устройства като телефони, лаптопи и превозни средства. Как те могат да бъдат опаковани, за да се намали взаимодействието с потенциално вредни компоненти, и как могат да бъдат адаптирани към различното поведение на потребителите?

„Използването на различни устройства променя начина, по който батерията се държи и функционира“, казва Гуанан Циан, първи автор на статията и постдокторант в лабораторията на Лю. „Те могат да бъдат изложени на различни температури; един човек има различни навици за зареждане от друг; а всеки собственик на електромобил има свой собствен стил на шофиране. Всичко това е от значение.“

За провеждането на експериментите Лиу и екипът му работят в тясно сътрудничество с Групата за изследване на огъня на UT, ръководена от машинния инженер Офодике Езекойе. Те използваха технологията за инфрачервено изобразяване на Езекойе, за да допълнят своята лабораторна рентгенова технология в UT Austin и Sigray Inc. За да получат пълна картина, Лиу и екипът му пък се обърнаха към някои от най-мощните рентгенови съоръжения на планетата.

Те си сътрудничиха с екипи от Станфордския център за синхротронно лъчение, Националния източник на синхротронно лъчение на Националната лаборатория в Брукхейвън, Усъвършенствания източник на фотони на Националната лаборатория Аргон и Европейския център за синхротронно лъчение във Франция. Тези национални и международни институции предоставят на изследователите достъп до синхротронни съоръжения от световна класа, което им позволява да разкрият скритата динамика на батериите в реални условия.

Снимка: Unsplash

Виж още: Ето защо ежедневното рестартиране на телефона ви е най-добрата ви защита срещу хакери