ชาวเยอรมันค้นพบวิธีเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ถึงหนึ่งในสาม

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งเยอรมันคาร์ลสรูเฮอ (KIT) การตีพิมพ์ ตีพิมพ์บทความใน Nature Communications ซึ่งอธิบายกลไกการย่อยสลายแคโทดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานสูง การวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีความจุและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น หากไม่มีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับกระบวนการย่อยสลายแคโทด ก็เป็นไปไม่ได้เลยที่จะเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดได้สำเร็จ ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าความรู้ที่ได้รับจะช่วยให้ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้น 30%

แบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงสำหรับรถยนต์และการใช้งานอื่นๆ จำเป็นต้องมีโครงสร้างแคโทดที่แตกต่างกัน ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสมัยใหม่ แคโทดเป็นโครงสร้างหลายชั้นของออกไซด์ซึ่งมีอัตราส่วนของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ที่แตกต่างกันไป แบตเตอรี่พลังงานสูงต้องใช้แคโทดที่อุดมด้วยแมงกานีสและมีลิเธียมส่วนเกิน ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการกักเก็บพลังงานต่อหน่วยปริมาตร/มวลของวัสดุแคโทด แต่วัสดุดังกล่าวกลับสลายตัวอย่างรวดเร็ว

ในระหว่างการทำงานปกติ เมื่อแคโทดมีความเข้มข้นมากขึ้นหรือสูญเสียลิเธียมไอออน วัสดุแคโทดพลังงานสูงจะถูกทำลาย หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง ชั้นออกไซด์จะกลายเป็นโครงสร้างผลึกที่มีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างยิ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นแล้วในระยะแรกของการทำงานของแบตเตอรี่ ซึ่งทำให้ค่าการชาร์จและการคายประจุโดยเฉลี่ยลดลงอย่างรวดเร็ว

ในการทดลองหลายครั้ง นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันพบว่าการย่อยสลายไม่ได้เกิดขึ้นโดยตรง แต่เกิดขึ้นโดยอ้อมผ่านการก่อตัวของปฏิกิริยาที่ยากต่อการพิจารณาด้วยการก่อตัวของเกลือที่มีลิเธียมที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ ออกซิเจนดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยานี้ นักวิจัยยังสามารถได้ข้อสรุปใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อาจไม่นำไปสู่การย่อยสลายแคโทด จากผลลัพธ์ที่ได้รับ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะลดการเสื่อมสภาพของแคโทดให้เหลือน้อยที่สุด และพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่มีความจุเพิ่มขึ้นในที่สุด

ที่มา: 3dnews.ru