Almaniyanın Karlsrue Texnologiya İnstitutunun (KIT) tədqiqatçıları Nature Communications jurnalında yüksək enerjili litium-ion batareyalarda katodun deqradasiyası mexanizmini izah edən məqalə dərc etmişdir. Tədqiqat tutumu və səmərəliliyi artırılmış akkumulyatorların inkişafı çərçivəsində aparılıb. Katodun deqradasiyası proseslərini dəqiq başa düşmədən, elektrik nəqliyyat vasitələrinin inkişafı üçün zəruri olan ən yüksək effektivliyə malik batareyaların tutumunu uğurla artırmaq mümkün deyil. Alimlər əmindirlər ki, əldə edilən biliklər litium-ion batareyalarının tutumunu 30% artırmağa imkan verəcək.
Avtomobil və digər tətbiqlər üçün yüksək performanslı batareyalar fərqli bir katod quruluşu tələb edir. Müasir litium-ion batareyalarda katod müxtəlif nisbətlərdə nikel, manqan və kobalt olan oksidlərin çox qatlı strukturudur. Yüksək enerjili batareyalar, artıq litiumlu manqanla zənginləşdirilmiş katodlar tələb edir ki, bu da katod materialının vahid həcminə/kütləsinə enerji saxlamaq qabiliyyətini artırır. Lakin bu cür materiallar sürətlə deqradasiyaya məruz qalırdı.
Normal iş zamanı, katod zənginləşdikdə və ya litium ionlarını itirdikdə, yüksək enerjili katod materialı məhv edilir. Müəyyən bir müddətdən sonra laylı oksid son dərəcə əlverişsiz elektrokimyəvi xüsusiyyətlərə malik kristal quruluşa çevrilir. Bu, artıq batareyanın istismarının ilkin mərhələlərində baş verir ki, bu da orta yükləmə və boşalma dəyərlərinin sürətlə azalmasına səbəb olur.
Alman alimləri bir sıra eksperimentlərdə müəyyən ediblər ki, deqradasiya birbaşa deyil, litium tərkibli bərk duzların əmələ gəlməsi ilə müəyyən edilməsi çətin olan reaksiyaların əmələ gəlməsi ilə dolayı yolla baş verir. Bundan əlavə, oksigenin reaksiyalarda mühüm rol oynadığı görünür. Tədqiqatçılar həmçinin litium-ion batareyalardakı kimyəvi proseslər haqqında yeni nəticələr çıxara bildilər ki, bu da katodun deqradasiyasına səbəb olmayacaq. Əldə edilmiş nəticələrdən istifadə edərək alimlər katodun deqradasiyasını minimuma endirməyə və nəticədə artan tutumlu yeni tip akkumulyator hazırlamağa ümid edirlər.
Mənbə: 3dnews.ru