Germaniyaning Karlsrue texnologiya instituti (KIT) tadqiqotchilari Nature Communications jurnalida yuqori energiyali litiy-ionli batareyalarda katod degradatsiyasi mexanizmini tushuntirgan maqola chop etdi. Tadqiqot quvvati va samaradorligi yuqori bo'lgan batareyalarni ishlab chiqish doirasida amalga oshirildi. Katod degradatsiyasi jarayonlarini aniq tushunmasdan, elektr transport vositalarini rivojlantirish uchun zarur bo'lgan eng yuqori samaradorlikka ega batareyalarning quvvatini muvaffaqiyatli oshirish mumkin emas. Olimlarning ishonchi komilki, olingan bilimlar litiy-ion batareyalar quvvatini 30 foizga oshirish imkonini beradi.
Avtomobil va boshqa ilovalar uchun yuqori samarali batareyalar boshqa katod tuzilishini talab qiladi. Zamonaviy lityum-ionli batareyalarda katod nikel, marganets va kobaltning turli nisbatlariga ega bo'lgan oksidlarning ko'p qatlamli tuzilishidir. Yuqori energiyali batareyalar ortiqcha litiyli marganets bilan boyitilgan katodlarni talab qiladi, bu esa katod materialining birlik hajmi / massasi uchun energiyani saqlash qobiliyatini oshiradi. Ammo bunday materiallar tez degradatsiyaga uchragan.
Oddiy ish paytida, katod boyitilganda yoki lityum ionlarini yo'qotganda, yuqori energiyali katod moddasi yo'q qilinadi. Muayyan vaqtdan keyin qatlamli oksid o'ta noqulay elektrokimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan kristalli tuzilishga aylanadi. Bu batareyaning ishlashining dastlabki bosqichlarida sodir bo'ladi, bu o'rtacha zaryadlash va tushirish qiymatlarining tez pasayishiga olib keladi.
Bir qator tajribalarda nemis olimlari degradatsiya to'g'ridan-to'g'ri emas, balki bilvosita, qattiq litiy o'z ichiga olgan tuzlarning hosil bo'lishi bilan aniqlash qiyin bo'lgan reaktsiyalar hosil bo'lishi orqali sodir bo'lishini aniqladilar. Bundan tashqari, reaktsiyalarda kislorod muhim rol o'ynaydi. Tadqiqotchilar, shuningdek, litiy-ionli batareyalardagi kimyoviy jarayonlar haqida yangi xulosalar chiqarishga muvaffaq bo'lishdi, bu esa katod degradatsiyasiga olib kelmasligi mumkin. Olingan natijalardan foydalanib, olimlar katod degradatsiyasini minimallashtirishga va natijada quvvati oshirilgan batareyaning yangi turini ishlab chiqishga umid qilmoqdalar.
Manba: 3dnews.ru