జర్మన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ కార్ల్స్రూ (KIT) పరిశోధకులు నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్‌లో ఒక కథనాన్ని ప్రచురించింది, ఇది అధిక-శక్తి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో కాథోడ్ క్షీణత యొక్క యంత్రాంగాన్ని వివరించింది. పెరిగిన సామర్థ్యం మరియు సామర్థ్యంతో బ్యాటరీల అభివృద్ధిలో భాగంగా ఈ పరిశోధన జరిగింది. కాథోడ్ క్షీణత ప్రక్రియల గురించి ఖచ్చితమైన అవగాహన లేకుండా, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల అభివృద్ధికి అవసరమైన అత్యధిక సామర్థ్యంతో బ్యాటరీల సామర్థ్యాన్ని విజయవంతంగా పెంచడం అసాధ్యం. పొందిన జ్ఞానం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల సామర్థ్యాన్ని 30% పెంచడానికి అనుమతిస్తుంది అని శాస్త్రవేత్తలు విశ్వసిస్తున్నారు.
ఆటోమోటివ్ మరియు ఇతర అనువర్తనాల కోసం అధిక పనితీరు గల బ్యాటరీలకు వేరే కాథోడ్ నిర్మాణం అవసరం. ఆధునిక లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో, కాథోడ్ అనేది నికెల్, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్ యొక్క విభిన్న నిష్పత్తులతో కూడిన ఆక్సైడ్ల యొక్క బహుళస్థాయి నిర్మాణం. అధిక-శక్తి బ్యాటరీలకు అదనపు లిథియంతో మాంగనీస్-సుసంపన్నమైన కాథోడ్‌లు అవసరమవుతాయి, ఇది క్యాథోడ్ పదార్థం యొక్క యూనిట్ వాల్యూమ్/ద్రవ్యరాశికి శక్తిని నిల్వ చేసే సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. కానీ అలాంటి పదార్థాలు వేగవంతమైన క్షీణతకు లోబడి ఉన్నాయి.
సాధారణ ఆపరేషన్ సమయంలో, కాథోడ్ సుసంపన్నం అయినప్పుడు లేదా లిథియం అయాన్లను కోల్పోయినప్పుడు, అధిక-శక్తి కాథోడ్ పదార్థం నాశనం అవుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట సమయం తర్వాత, లేయర్డ్ ఆక్సైడ్ చాలా అననుకూలమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలతో స్ఫటికాకార నిర్మాణంగా మారుతుంది. ఇది బ్యాటరీ ఆపరేషన్ యొక్క ప్రారంభ దశలలో ఇప్పటికే సంభవిస్తుంది, ఇది సగటు ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ విలువలలో వేగవంతమైన తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.
ప్రయోగాల శ్రేణిలో, జర్మన్ శాస్త్రవేత్తలు క్షీణత ప్రత్యక్షంగా జరగదని కనుగొన్నారు, కానీ పరోక్షంగా ఘనమైన లిథియం-కలిగిన లవణాలు ఏర్పడటంతో కష్టమైన-నిర్ణయించదగిన ప్రతిచర్యల ఏర్పాటు ద్వారా. అదనంగా, ప్రతిచర్యలలో ఆక్సిజన్ ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. కాథోడ్ క్షీణతకు దారితీయని లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో రసాయన ప్రక్రియల గురించి పరిశోధకులు కొత్త నిర్ధారణలను కూడా తీసుకోగలిగారు. పొందిన ఫలితాలను ఉపయోగించి, శాస్త్రవేత్తలు కాథోడ్ క్షీణతను తగ్గించాలని మరియు చివరికి పెరిగిన సామర్థ్యంతో కొత్త రకం బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేయాలని భావిస్తున్నారు.
మూలం: 3dnews.ru