Германы Карлсруэ технологийн хүрээлэнгийн (KIT) судлаачид өндөр энергитэй лити-ион батерейны катодын задралын механизмыг тайлбарласан нийтлэлийг Nature Communications сэтгүүлд нийтлэв. Судалгааг хүчин чадал, үр ашиг нь нэмэгдсэн батерейг хөгжүүлэх ажлын хүрээнд хийсэн. Катодын задралын үйл явцын талаар нарийн ойлголтгүй бол цахилгаан тээврийн хэрэгслийг хөгжүүлэхэд шаардлагатай хамгийн өндөр үр ашигтай батерейны хүчин чадлыг амжилттай нэмэгдүүлэх боломжгүй юм. Эрдэмтэд олж авсан мэдлэг нь лити-ион батерейны хүчин чадлыг 30% -иар нэмэгдүүлэх боломжийг олгоно гэдэгт итгэлтэй байна.
Автомашины болон бусад хэрэглээний өндөр хүчин чадалтай батерейнууд нь өөр катодын бүтэц шаарддаг. Орчин үеийн лити-ион батерейнд катод нь никель, манган, кобальтын янз бүрийн харьцаатай ислийн олон давхаргат бүтэц юм. Өндөр энергитэй батерейнууд нь илүүдэл лити бүхий манганаар баяжуулсан катодыг шаарддаг бөгөөд энэ нь катодын материалын нэгж эзэлхүүн/масс тутамд эрчим хүч хадгалах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Гэхдээ ийм материалууд хурдан мууддаг байв.
Хэвийн үйл ажиллагааны явцад катод баяжих эсвэл литийн ионыг алдах үед өндөр энергитэй катодын материал устдаг. Тодорхой хугацааны дараа давхаргат исэл нь туйлын тааламжгүй цахилгаан химийн шинж чанартай талст бүтэц болж хувирдаг. Энэ нь батерейны ашиглалтын эхний үе шатанд аль хэдийн тохиолддог бөгөөд энэ нь дундаж цэнэг ба цэнэгийн утгыг хурдан бууруулахад хүргэдэг.
Германы эрдэмтэд хэд хэдэн туршилтаар задрал нь шууд бус, харин хатуу лити агуулсан давс үүсэх замаар тодорхойлоход хэцүү урвал үүсэх замаар шууд бусаар явагддаг болохыг тогтоожээ. Үүнээс гадна хүчилтөрөгч нь урвалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бололтой. Судлаачид мөн литийн ион батерейны химийн процессуудын талаар шинэ дүгнэлт хийж чадсан бөгөөд энэ нь катодын задралд хүргэхгүй байж магадгүй юм. Эрдэмтэд олж авсан үр дүнг ашиглан катодын эвдрэлийг багасгаж, улмаар хүчин чадал нь нэмэгдүүлсэн шинэ төрлийн батерейг бүтээнэ гэж найдаж байна.
Эх сурвалж: 3dnews.ru