Գերմանական Կարլսրուեի տեխնոլոգիական ինստիտուտի (KIT) հետազոտողները հրապարակել է Nature Communications-ում հոդված, որը բացատրում է բարձր էներգիայի լիթիում-իոնային մարտկոցներում կաթոդի քայքայման մեխանիզմը: Հետազոտությունն իրականացվել է ավելացված հզորությամբ և արդյունավետությամբ մարտկոցների մշակման շրջանակներում: Առանց կաթոդի քայքայման գործընթացների ճշգրիտ ընկալման, անհնար է հաջողությամբ մեծացնել ամենաբարձր արդյունավետությամբ մարտկոցների հզորությունը, որն անհրաժեշտ է էլեկտրական մեքենաների զարգացման համար: Գիտնականները վստահ են, որ ձեռք բերված գիտելիքները թույլ կտան 30%-ով ավելացնել լիթիում-իոնային մարտկոցների հզորությունը։
Ավտոմոբիլային և այլ կիրառությունների համար բարձր արդյունավետության մարտկոցները պահանջում են տարբեր կաթոդային կառուցվածք: Ժամանակակից լիթիում-իոնային մարտկոցներում կաթոդը նիկելի, մանգանի և կոբալտի տարբեր հարաբերակցությամբ օքսիդների բազմաշերտ կառուցվածք է: Բարձր էներգիայի մարտկոցները պահանջում են մանգանով հարստացված կաթոդներ՝ լիթիումի ավելցուկով, ինչը մեծացնում է էներգիան կուտակելու ունակությունը մեկ միավորի ծավալի/կաթոդի նյութի զանգվածի համար։ Բայց նման նյութերը ենթարկվում էին արագ քայքայման:
Նորմալ աշխատանքի ժամանակ, երբ կաթոդը հարստանում է կամ կորցնում է լիթիումի իոնները, բարձր էներգիայի կաթոդի նյութը ոչնչացվում է։ Որոշ ժամանակ անց շերտավոր օքսիդը վերածվում է բյուրեղային կառուցվածքի՝ ծայրահեղ անբարենպաստ էլեկտրաքիմիական հատկություններով։ Դա տեղի է ունենում արդեն մարտկոցի շահագործման վաղ փուլերում, ինչը հանգեցնում է լիցքավորման և լիցքաթափման միջին արժեքների արագ նվազմանը:
Մի շարք փորձերի ընթացքում գերմանացի գիտնականները պարզել են, որ դեգրադացիան տեղի է ունենում ոչ թե ուղղակիորեն, այլ անուղղակիորեն՝ դժվար որոշելի ռեակցիաների ձևավորման միջոցով՝ լիթիում պարունակող պինդ աղերի ձևավորմամբ։ Բացի այդ, թթվածինը, ըստ երևույթին, կարևոր դեր է խաղում ռեակցիաներում: Հետազոտողները կարողացել են նաև նոր եզրակացություններ անել լիթիում-իոնային մարտկոցներում քիմիական գործընթացների վերաբերյալ, որոնք կարող են չհանգեցնել կաթոդի քայքայման: Օգտագործելով ստացված արդյունքները՝ գիտնականները հույս ունեն նվազագույնի հասցնել կաթոդների քայքայումը և, ի վերջո, ստեղծել մարտկոցի նոր տեսակ՝ մեծացած հզորությամբ:
Source: 3dnews.ru