जर्मन लोकांनी लिथियम-आयन बॅटरीची क्षमता एक तृतीयांश कशी वाढवायची हे शोधून काढले

जर्मन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी कार्लस्रुहे (KIT) चे संशोधक प्रकाशित नेचर कम्युनिकेशन्समध्ये एक लेख प्रकाशित केला ज्याने उच्च-ऊर्जा लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये कॅथोड डिग्रेडेशनची यंत्रणा स्पष्ट केली. वाढीव क्षमता आणि कार्यक्षमतेसह बॅटरीच्या विकासाचा भाग म्हणून हे संशोधन केले गेले. कॅथोड डिग्रेडेशन प्रक्रियेच्या अचूक आकलनाशिवाय, इलेक्ट्रिक वाहनांच्या विकासासाठी आवश्यक असलेल्या सर्वोच्च कार्यक्षमतेसह बॅटरीची क्षमता यशस्वीरित्या वाढवणे अशक्य आहे. शास्त्रज्ञांना खात्री आहे की मिळालेल्या ज्ञानामुळे लिथियम-आयन बॅटरीची क्षमता 30% वाढू शकते.

ऑटोमोटिव्ह आणि इतर ऍप्लिकेशन्ससाठी उच्च कार्यक्षमता बॅटरीसाठी वेगळ्या कॅथोड संरचना आवश्यक आहे. आधुनिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये, कॅथोड ही निकेल, मॅंगनीज आणि कोबाल्टच्या भिन्न गुणोत्तरांसह ऑक्साईडची बहुस्तरीय रचना आहे. उच्च-ऊर्जा बॅटरींना जास्त लिथियमसह मॅंगनीज-समृद्ध कॅथोड्सची आवश्यकता असते, ज्यामुळे कॅथोड सामग्रीच्या प्रति युनिट व्हॉल्यूम/मास ऊर्जा साठवण्याची क्षमता वाढते. परंतु अशी सामग्री जलद निकृष्टतेच्या अधीन होती.

सामान्य ऑपरेशन दरम्यान, जेव्हा कॅथोड समृद्ध होते किंवा लिथियम आयन गमावते तेव्हा उच्च-ऊर्जा कॅथोड सामग्री नष्ट होते. ठराविक वेळेनंतर, स्तरित ऑक्साईड अत्यंत प्रतिकूल इलेक्ट्रोकेमिकल गुणधर्मांसह क्रिस्टलीय रचनेत बदलते. हे बॅटरी ऑपरेशनच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात आधीच उद्भवते, ज्यामुळे सरासरी चार्ज आणि डिस्चार्ज मूल्यांमध्ये जलद घट होते.

प्रयोगांच्या मालिकेत, जर्मन शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले की ऱ्हास प्रत्यक्षपणे होत नाही, परंतु अप्रत्यक्षपणे घन लिथियम-युक्त क्षारांच्या निर्मितीसह कठीण-निर्धारित प्रतिक्रियांच्या निर्मितीद्वारे होतो. याव्यतिरिक्त, प्रतिक्रियांमध्ये ऑक्सिजन महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावत असल्याचे दिसते. संशोधक लिथियम-आयन बॅटरीमधील रासायनिक प्रक्रियांबद्दल नवीन निष्कर्ष काढू शकले ज्यामुळे कॅथोडचा ऱ्हास होऊ शकत नाही. प्राप्त परिणामांचा वापर करून, शास्त्रज्ञांना आशा आहे की कॅथोडचा ऱ्हास कमी होईल आणि अखेरीस वाढीव क्षमतेसह नवीन प्रकारची बॅटरी विकसित होईल.

स्त्रोत: 3dnews.ru