Даследчыкі з нямецкага тэхналагічнага інстытута Карлсруэ (KIT) у выданні Nature Communications артыкул, у якім растлумачылі механізм дэградацыі катодаў у высокаэнергетычных літыева-іённых акумулятарах. Даследаванне праведзена ў рамках распрацоўкі акумулятараў падвышанай ёмістасці і аддачы. Без дакладнага разумення працэсаў дэградацыі катода немагчыма паспяхова нарошчваць ёмістасць батарэй з найвышэйшай аддачай, якая неабходна для развіцця электратранспарту. Атрыманыя веды, упэўненыя навукоўцы, дазволяць на 30% павялічыць ёмістасць літыева-іённых акумулятараў.
Акумулятары з высокай аддачай для аўтамабільнай і іншых сфер ужывання патрабуюць іншую структуру катода. У сучасных літыева-іённых акумулятарах катод уяўляе сабою шматслаёвую структуру з аксідаў з рознымі суадносінамі нікеля, марганцу і кобальту. Для высокаэнергетычных акумулятараў патрабуюцца катоды ўзбагачаныя марганцам з лішкам літыя, што павялічвае здольнасць акумуляваць энергію на адзінку аб'ёму/масы катоднага матэрыялу. Але такія матэрыялы аказаліся схільныя да хуткай дэградацыі.
Пры працы ў звычайным рэжыме, калі катод узбагачаецца ці губляе іёны літыя, высокаэнергетычны катодны матэрыял руйнуецца. Праз пэўны час слаісты аксід ператвараецца ў крышталічную структуру з вельмі неспрыяльнымі электрахімічнымі ўласцівасцямі. Гэта адбываецца ўжо на ранніх этапах эксплуатацыі акумулятара, што вядзе да хуткага зніжэння сярэдняга значэння зарада і разраду.
У працэсе серыі эксперыментаў нямецкія навукоўцы высветлілі, што дэградацыя адбываецца не наўпрост, а ўскосна праз фармаванне цяжка вызначаных рэакцый з адукацыяй цвёрдых літыйзмяшчальных соляў. Акрамя таго, важную ролю ў рэакцыях, як аказалася, адыгрывае кісларод. Таксама даследнікі змаглі зрабіць новыя высновы аб хімічных працэсах у літыева-іённых акумулятарах, якія могуць не весці да дэградацыі катодаў. Выкарыстоўваючы атрыманыя вынікі навукоўцы спадзяюцца мінімізаваць дэградацыю катодаў і з часам распрацаваць новы тып акумулятараў падвышанай ёмістасці.
Крыніца: 3dnews.ru