Карлсруэ неміс технологиялық институтының (KIT) зерттеушілері жоғары энергиялы литий-иондық аккумуляторлардағы катодтың деградация механизмін түсіндіретін Nature Communications мақаласын жариялады. Зерттеу сыйымдылығы мен тиімділігі жоғары аккумуляторларды әзірлеу аясында жүргізілді. Катодтың деградация процестерін дәл түсінбей, электромобильдерді дамыту үшін қажетті ең жоғары тиімділікпен батареялардың сыйымдылығын табысты арттыру мүмкін емес. Ғалымдар алынған білім литий-иондық батареялардың сыйымдылығын 30%-ға арттыруға мүмкіндік беретініне сенімді.
Автокөлік және басқа қолданбаларға арналған жоғары өнімді батареялар басқа катод құрылымын қажет етеді. Қазіргі заманғы литий-ионды аккумуляторларда катод никель, марганец және кобальттың әртүрлі қатынасы бар оксидтердің көп қабатты құрылымы болып табылады. Жоғары энергиялы батареялар үшін артық литийі бар марганецпен байытылған катодтар қажет, бұл катод материалының көлемі/массасы бірлігіне энергия сақтау мүмкіндігін арттырады. Бірақ мұндай материалдар тез тозуға ұшырады.
Қалыпты жұмыс кезінде катод байығанда немесе литий иондарын жоғалтқанда, жоғары энергиялы катод материалы жойылады. Белгілі бір уақыттан кейін қабатталған оксид өте қолайсыз электрохимиялық қасиеттері бар кристалдық құрылымға айналады. Бұл батареяның жұмысының бастапқы кезеңдерінде орын алады, бұл орташа заряд пен разряд мәндерінің тез төмендеуіне әкеледі.
Бірқатар тәжірибелер барысында неміс ғалымдары ыдырау тікелей емес, жанама түрде, құрамында литийі бар қатты тұздардың түзілуімен анықтау қиын реакциялардың түзілуі арқылы жүретінін анықтады. Сонымен қатар, реакцияларда оттегі маңызды рөл атқаратын көрінеді. Зерттеушілер сонымен қатар литий-ионды аккумуляторлардағы катодтың бұзылуына әкелмейтін химиялық процестер туралы жаңа қорытындылар жасай алды. Алынған нәтижелерді пайдалана отырып, ғалымдар катодтың деградациясын барынша азайтуға және сайып келгенде сыйымдылығы жоғары аккумулятордың жаңа түрін жасауға үміттенеді.
Ақпарат көзі: 3dnews.ru