Ученые из Техасского университета в Остине решили разобраться, почему аккумуляторы в электронике со временем работают все хуже. Они взяли для примера беспроводные наушники, которыми многие пользуются ежедневно. С помощью рентгена, инфракрасного излучения и других методов инженеры изучили, как устроены эти маленькие устройства, пишет TechXplore.
Доцент кафедры машиностроения Walker School of Engineering Ицзинь Лю рассказал, что идея исследования возникла из личного опыта: он носил только правый наушник и заметил, что спустя два года левый наушник сохраняет заряд значительно дольше. Это наблюдение побудило его вместе с коллегами изучить явление подробнее.
Исследователи обнаружили, что другие важные компоненты компактного девайса, такие как антенна Bluetooth, микрофоны и схемы, конфликтуют с аккумулятором, создавая сложную микросреду. Такая динамика приводит к разнице температур — вверху батарейка нагревается сильнее, чем внизу. В результате она повреждается.
Реальный мир с его постоянными изменениями температуры, загрязненным воздухом и другими неожиданностями тоже влияет на работу аккумуляторов. Хотя батареи часто делают достаточно прочными для работы в разных условиях, резкие перепады погоды и другие факторы окружающей среды все равно могут им навредить.
Эти выводы, как отмечают исследователи, заставляют задуматься о том, как лучше размещать аккумуляторы внутри телефонов, ноутбуков и автомобилей. Важно не только изолировать их от деталей, которые могут им навредить, но и учитывать то, как именно каждый человек пользуется своим устройством.
В ходе экспериментов команда использовала инфракрасное излучение и рентгеновские технологии, чтобы проанализировать внутреннюю структуру аккумуляторов. Были задействованы самые мощные рентгеновские установки в мире. Среди них — Стэнфордский источник синхротронного излучения Национальной ускорительной лаборатории SLAC и источник синхротронного излучения в Брукхейвенской национальной лаборатории.
Исследовательская группа планирует и дальше изучать, как ведут себя аккумуляторы в реальной жизни. В будущем они хотят заняться и более крупными батареями, которые используются в смартфонах, ноутбуках и электромобилях.
Ранее ученые сделали открытие в области аккумуляторов, способное кардинально изменить автомобильную промышленность.
