Esploristoj de la Germana Instituto pri Teknologio Karlsruhe (KIT) publikigis artikolon en Nature Communications, kiu klarigis la mekanismon de katododegenero en alt-energiaj litijonaj baterioj. La esplorado estis farita kiel parto de la disvolviĝo de kuirilaroj kun pliigita kapablo kaj efikeco. Sen preciza kompreno de katodaj degradaj procezoj, estas neeble sukcese pliigi la kapaciton de kuirilaroj kun la plej alta efikeco, kio estas necesa por la disvolviĝo de elektraj veturiloj. Sciencistoj certas, ke la akirita scio permesos pliigi la kapaciton de litiojonaj kuirilaroj je 30%.
Altaj rendimentaj kuirilaroj por aŭtomobilaj kaj aliaj aplikoj postulas malsaman katodan strukturon. En modernaj litiojonaj baterioj, la katodo estas plurtavola strukturo de oksidoj kun diversaj proporcioj de nikelo, mangano kaj kobalto. Alt-energiaj baterioj postulas mangan-riĉigitajn katodojn kun troa litio, kiu pliigas la kapablon stoki energion je unuo volumeno/maso de katodmaterialo. Sed tiaj materialoj estis submetataj al rapida degenero.
Dum normala funkciado, kiam la katodo riĉiĝas aŭ perdas litiajn jonojn, la alt-energia katoda materialo estas detruita. Post certa tempo, la tavoligita oksido iĝas kristala strukturo kun ekstreme malfavoraj elektrokemiaj trajtoj. Ĉi tio okazas jam en la fruaj stadioj de kuirilaro, kio kondukas al rapida malkresko de la averaĝaj ŝarĝaj kaj malŝarĝaj valoroj.
En serio de eksperimentoj, germanaj sciencistoj trovis, ke degradado okazas ne rekte, sed nerekte per la formado de malfacile determineblaj reagoj kun la formado de solidaj litio-enhavantaj saloj. Krome, oksigeno ŝajnas ludi gravan rolon en la reagoj. La esploristoj ankaŭ povis eltiri novajn konkludojn pri kemiaj procezoj en litio-jonaj baterioj, kiuj eble ne kondukas al katoda degradado. Uzante la akiritajn rezultojn, sciencistoj esperas minimumigi katodan degradadon kaj eventuale evoluigi novan tipon de baterio kun pliigita kapablo.
fonto: 3dnews.ru