• Ученые из США разгадали проблему снижения емкости аккумуляторов электромобилей.
• Основная причина - наноскопические деформации, приводящие к растрескиванию литий-ионных батарей.
• Исследование бросает вызов традиционным методам проектирования и материалам, переопределяя роль кобальта и марганца.
• Вместо поликристаллических катодов из никеля (PC-NMC) исследователи обратились к монокристаллическим никельсодержащим слоистым оксидам (SC-NMC).
• Основная проблема - некорректное применение принципов проектирования к монокристаллическим материалам.
• Исследование выявило эволюцию наноскопических деформаций в катоде SC-NMC, ставя под сомнение привычные стратегии и показатели механической деградации.
• С помощью химико-механического анализа исследователи определили причины структурной нестабильности в монокристаллических материалах.
• Кобальт и марганец играют разные роли в поддержании механической стабильности: кобальт смягчает деформации, марганец усугубляет деградацию.

«Когда люди пытаются перейти к монокристаллическим катодам, они следуют тем же принципам проектирования, что и для поликристаллических, — сказала Ван Цзин, первый автор исследования. — Наша работа показывает, что основной механизм деградации монокристаллических частиц отличается от механизма деградации поликристаллических, что приводит к различным требованиям к составу».