Naučnici sa Univerziteta Hanyang u Seulu razvili su novi način povećanja performansi i trajnosti baterija koje se koriste u raznim elektronskim uređajima i vozilima. Njihova tehnika se sastoji u pranju i premazivanju katoda baterije posebnim rastvorom.
Baterije su neophodne za napajanje mnogih modernih naprava i mašina, od pametnih telefona i laptopa do električnih automobila i robota. Međutim, jedan od glavnih izazova s kojima se suočavaju proizvođači baterija je povećanje gustoće energije i izdržljivosti ćelija baterija, posebno onih koje koriste materijale s visokim sadržajem nikla (Ni) kao katode.
Katode s visokim sadržajem nikla imaju mnoge prednosti kao što su veliki kapacitet i niska cijena. Međutim, oni imaju i značajan nedostatak - sklonost brzoj degradaciji zbog njihove visoke reaktivnosti na interakciju s okolinom. To dovodi do stvaranja neželjenih spojeva litijuma na površini katode i štetnih sporednih reakcija s elektrolitom - tekućinom koja prenosi električni naboj unutar baterije.
Da bi prevazišli ovaj problem, naučnici su razvili jednostavno, ali efikasno rešenje: pranje katoda vodom koja sadrži rastvorene jone kobalta (Co). Ovaj proces uklanja višak litijuma s površine katode i stvara tanak, ujednačen sloj bogat kobaltom koji djeluje kao zaštitni štit. Ovaj sloj sprečava direktan kontakt katode sa elektrolitom, čime se smanjuje mogućnost dalje degradacije.
Naučnici su ispranoj katodi dodali i fluoridni premaz, što je dodatno povećalo stabilnost i sigurnost baterije. Fluorni premaz sprječava razbijanje soli elektrolita i stvaranje mjehurića plina, što može uzrokovati da baterija nabubri, pa čak i eksplodira.
Istraživači su testirali svoju tehniku pranja i premazivanja na nekoliko katoda s visokim sadržajem nikla, značajno poboljšavši njihove performanse i vijek trajanja. Tretirane katode zadržale su više od 90% svog početnog kapaciteta nakon 500 ciklusa, u poređenju sa manje od 80% za neobrađene. Takođe su pokazale veću gustoću energije i manje formiranje gasa od konvencionalnih katoda.
Naučnici se nadaju da će njihova tehnika utrti put za razvoj efikasnijih i pouzdanijih baterija za različite primjene, posebno za električna vozila i veliku elektroniku. Takođe očekuju da će njihovi rezultati inspirisati druge naučnike da pronađu nove načine za poboljšanje stabilnosti i izdržljivosti katoda obogaćenih niklom.
Pročitajte također: