Группа химиков из Нью-Йоркского университета разработала метод получения трехмерных изображений внутренней части литий-ионных аккумуляторов, сообщается на сайте университета. Метод основан на компьютерной томографии и дает возможность отследить изменения внутри аккумуляторов в режиме реального времени. 

На сегодняшний день литий-ионный аккумулятор относится к числу самых распространенных аккумуляторов для бытовой техники, электроники, а также самый популярный источник энергии для электромобилей и накопитель энергии в энергетических системах. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться в кристаллическую решётку других материалов, например, в графит, окислы и соли металлов с образованием химической связи.

Но во время циклов зарядки и перезарядки кристаллическая структура металлического лития образует "дендриты" - пространственные образования в виде деревьев. Если дендритное образование дорастало до катода, то происходило короткое замыкание,приводящее к взрыву. Именно по этой причине в современных аккумуляторах вместо металлического лития используются сплавы с литием, несмотря на то, что использование металлического лития может сделать аккумуляторы легче и мощнее.

Исследователи из Нью-Йоркского университета предложили решить эту проблему, обеспечив потребителя устройством для постоянного мониторинга внутренностей аккумуляторов. Ученых использовали технологию магнитно-резонансной томографии, чтобы отследить рост дендритов, наблюдая за электролитом. Искажения вокруг дендритов на снимках МРТ действуют как "тени", которые могут быть использованы для визуализации дендритов.

Как полагают ученые, этот метод может решить проблему безопасности использования аккумуляторов, причем не только с металлическим литием.

«Метод исследует пространство и состояние вещества вокруг дендритов, а не сами дендриты. В результате этот метод можно рассматривать как универсальный. Более того, мы можем рассмотреть структуры, образованные другими металлами, такими как, например, натрий или магний - это материалы, которые в настоящее время рассматриваются в качестве альтернативы к литию. 3D-изображения дают нам определенные понимание морфологии и степени дендритов, которые могут расти в различных условиях эксплуатации батареи», - поясняет  Эндрю Илотт (Andrew Ilott),  ведущий автор исследования.