Penyelidik dari Institut Teknologi Jerman Karlsruhe (KIT) menerbitkan artikel dalam Nature Communications yang menerangkan mekanisme degradasi katod dalam bateri litium-ion bertenaga tinggi. Penyelidikan ini dijalankan sebagai sebahagian daripada pembangunan bateri dengan peningkatan kapasiti dan kecekapan. Tanpa pemahaman yang tepat tentang proses degradasi katod, adalah mustahil untuk berjaya meningkatkan kapasiti bateri dengan kecekapan tertinggi, yang diperlukan untuk pembangunan kenderaan elektrik. Para saintis yakin bahawa pengetahuan yang diperoleh akan membolehkan kapasiti bateri litium-ion ditingkatkan sebanyak 30%.
Bateri berprestasi tinggi untuk aplikasi automotif dan lain-lain memerlukan struktur katod yang berbeza. Dalam bateri lithium-ion moden, katod ialah struktur berbilang lapisan oksida dengan nisbah nikel, mangan dan kobalt yang berbeza-beza. Bateri bertenaga tinggi memerlukan katod yang diperkaya mangan dengan litium berlebihan, yang meningkatkan keupayaan untuk menyimpan tenaga per unit isipadu/jisim bahan katod. Tetapi bahan-bahan tersebut tertakluk kepada degradasi yang cepat.
Semasa operasi biasa, apabila katod menjadi diperkaya atau kehilangan ion litium, bahan katod bertenaga tinggi dimusnahkan. Selepas masa tertentu, oksida berlapis bertukar menjadi struktur kristal dengan sifat elektrokimia yang sangat tidak menguntungkan. Ini sudah berlaku pada peringkat awal operasi bateri, yang membawa kepada penurunan pesat dalam purata nilai cas dan nyahcas.
Dalam satu siri eksperimen, saintis Jerman mendapati bahawa degradasi tidak berlaku secara langsung, tetapi secara tidak langsung melalui pembentukan tindak balas yang sukar ditentukan dengan pembentukan garam yang mengandungi litium pepejal. Di samping itu, oksigen kelihatan memainkan peranan penting dalam tindak balas. Para penyelidik juga dapat membuat kesimpulan baru tentang proses kimia dalam bateri litium-ion yang mungkin tidak membawa kepada degradasi katod. Menggunakan keputusan yang diperoleh, saintis berharap dapat meminimumkan kemerosotan katod dan akhirnya membangunkan jenis bateri baharu dengan kapasiti yang meningkat.
Sumber: 3dnews.ru