Mga mananaliksik mula sa German Institute of Technology Karlsruhe (KIT) naglathala ng isang artikulo sa Nature Communications na nagpapaliwanag sa mekanismo ng pagkasira ng cathode sa mga high-energy lithium-ion na baterya. Ang pananaliksik ay isinagawa bilang bahagi ng pagbuo ng mga baterya na may mas mataas na kapasidad at kahusayan. Kung walang tumpak na pag-unawa sa mga proseso ng pagkasira ng cathode, imposibleng matagumpay na madagdagan ang kapasidad ng mga baterya na may pinakamataas na kahusayan, na kinakailangan para sa pagbuo ng mga de-koryenteng sasakyan. Ang mga siyentipiko ay tiwala na ang kaalaman na nakuha ay magpapahintulot sa kapasidad ng mga baterya ng lithium-ion na tumaas ng 30%.
Ang mga baterya na may mataas na pagganap para sa automotive at iba pang mga application ay nangangailangan ng ibang istraktura ng cathode. Sa modernong mga baterya ng lithium-ion, ang cathode ay isang multilayer na istraktura ng mga oxide na may iba't ibang ratio ng nickel, manganese at cobalt. Ang mga high-energy na baterya ay nangangailangan ng manganese-enriched na mga cathode na may labis na lithium, na nagpapataas ng kakayahang mag-imbak ng enerhiya sa bawat unit volume/mass ng cathode material. Ngunit ang mga naturang materyales ay napapailalim sa mabilis na pagkasira.
Sa panahon ng normal na operasyon, kapag ang cathode ay naging enriched o nawalan ng lithium ions, ang high-energy na materyal na cathode ay nawasak. Pagkatapos ng isang tiyak na oras, ang layered oxide ay nagiging isang mala-kristal na istraktura na may labis na hindi kanais-nais na mga katangian ng electrochemical. Nangyayari na ito sa mga unang yugto ng pagpapatakbo ng baterya, na humahantong sa mabilis na pagbaba sa average na halaga ng singil at paglabas.
Sa isang serye ng mga eksperimento, natuklasan ng mga siyentipikong Aleman na ang pagkasira ay hindi nangyayari nang direkta, ngunit hindi direkta sa pamamagitan ng pagbuo ng mga mahirap na matukoy na reaksyon sa pagbuo ng mga solidong asin na naglalaman ng lithium. Bilang karagdagan, ang oxygen ay lumilitaw na may mahalagang papel sa mga reaksyon. Ang mga mananaliksik ay nakagawa din ng mga bagong konklusyon tungkol sa mga proseso ng kemikal sa mga baterya ng lithium-ion na maaaring hindi humantong sa pagkasira ng cathode. Gamit ang mga resultang nakuha, umaasa ang mga siyentipiko na mabawasan ang pagkasira ng cathode at sa kalaunan ay bumuo ng isang bagong uri ng baterya na may mas mataas na kapasidad.
Pinagmulan: 3dnews.ru