Сеулдегі Ханьян университетінің ғалымдары әртүрлі электронды құрылғылар мен көліктерде қолданылатын батареялардың өнімділігі мен беріктігін арттырудың жаңа әдісін ойлап тапты. Олардың техникасы батареяның катодтарын арнайы ерітіндімен жуу және жабудан тұрады.
Батареялар смартфондар мен ноутбуктерден бастап электромобильдер мен роботтарға дейін көптеген заманауи гаджеттер мен машиналарды қуаттандыру үшін қажет. Дегенмен, аккумуляторды әзірлеушілер алдында тұрған негізгі қиындықтардың бірі батарея ұяшықтарының, әсіресе катодтар ретінде жоғары никельді (Ni) материалдарды пайдаланатындардың энергия тығыздығы мен ұзақ мерзімділігін арттыру болып табылады.
Жоғары никельді катодтардың жоғары сыйымдылығы және төмен құны сияқты көптеген артықшылықтары бар. Дегенмен, олардың айтарлықтай кемшілігі де бар - олардың қоршаған ортамен әрекеттесуіне жоғары реактивтілігіне байланысты тез деградацияға бейімділік. Бұл катодтың бетінде қажетсіз литий қосылыстарының пайда болуына және электролитпен зиянды жанама реакцияларға әкеледі - батареяның ішіндегі электр зарядын тасымалдайтын сұйықтық.
Бұл мәселені шешу үшін ғалымдар қарапайым, бірақ тиімді шешімді ойлап тапты: катодтарды құрамында еріген кобальт (Ко) иондары бар сумен жуу. Бұл процесс катод бетінен артық литийді жояды және қорғаныс қалқаны ретінде әрекет ететін жұқа, біркелкі, кобальтқа бай қабат жасайды. Бұл қабат катодтың электролитпен тікелей байланысын болдырмайды, осылайша одан әрі деградация мүмкіндігін азайтады.
Сондай-ақ ғалымдар жуылған катодқа фторидті жабынды қосты, бұл батареяның тұрақтылығы мен қауіпсіздігін одан әрі арттырды. Фторидті жабын электролит тұздарының ыдырауына және газ көпіршіктерінің пайда болуына жол бермейді, бұл батареяның ісінуі және тіпті жарылуы мүмкін.
Зерттеушілер жуу және жабу техникасын бірнеше жоғары никельді катодтарда сынап көрді, бұл олардың өнімділігі мен қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартты. Өңделген катодтар 90 циклден кейін бастапқы сыйымдылығының 500%-дан астамын сақтады, ал өңделмегендер үшін бұл көрсеткіш 80%-дан аз. Олар сондай-ақ кәдімгі катодтарға қарағанда жоғары энергия тығыздығын және аз газ түзілуін көрсетті.
Ғалымдар олардың техникасы әртүрлі қолданбаларға, әсіресе электр көліктері мен үлкен электроникаға арналған тиімдірек және сенімді батареяларды жасауға жол ашады деп үміттенеді. Олар сондай-ақ олардың нәтижелері басқа ғалымдарды никельмен байытылған катодтардың тұрақтылығы мен беріктігін жақсартудың жаңа жолдарын табуға шабыттандырады деп күтеді.
Сондай-ақ оқыңыз: