Предложено новое решение для увеличения срока службы аккумуляторов
Группа исследователей под руководством профессора Джихён Хонга (кафедра инженерии аккумуляторов института технологий чёрных металлов и экологически чистых материалов в POSTECH) совместно с доктором Гукхёном Лимом разработали новую технологию по повышению долговечности материала слоистого оксида с высоким содержанием лития (LLO), катодного материала следующего поколения для литий-ионных аккумуляторов (LIB). Результаты своей работы они опубликовали в журнале Energy & Environmental Science.
Материал слоистого оксида с высоким содержанием лития (LLO) обеспечивает на 20% более высокую энергетическую плотность по сравнению с стандартными катодами на базе никеля. Учёные говорят, что им удалось добиться снижения содержания кобальта и никеля. Получилась более экономичная и устойчивая альтернатива, которая привлекла к себе внимание. Однако коммерческой реализации препятствует снижение ёмкости и падение напряжения во время циклов заряда и разряда.
В качестве причины этих проблем предыдущие исследования выявили структурные изменения в катоде при циклах заряда и разряда. Но точные причины нестабильности остались пока неясными. Стратегии, которые направлены на увеличение структурной стабильности LLO, не смогли устранить первопричину.
Команда учёных POSTECH сосредоточилась на ключевой роли выделения кислорода в дестабилизации структуры LLO во время процесса заряда-разряда. Исследователи выдвинули гипотезу о том, что улучшение химической стабильности между электролитом и катодом поможет устранить выделение кислорода. Базируясь на этой гипотезе они занялись усилением интерфейса катод-электролит. Они изменили состав электролита, что обеспечило существенное снижение выбросов кислорода.
Модифицированный электролит, который получил исследовательская группа, сохранил отличный уровень удержания энергии (84,3% даже после 700 циклов заряда-разряда). Это является существенным улучшением по сравнению с обычными электролитами, которые достигли среднего удержания энергии лишь 37,1% после 300 циклов.
Результаты исследования также продемонстрировали, что структурные изменения на поверхности материала LLO существенно влияют на общую стабильность материала. Используя эти изменения команды учёных смогла существенно улучшить производительность которых, нарастить срок эксплуатации аккумулятора и минимизировать паразитные реакции (например, разложение электролита внутри аккумуляторной батареи).
Профессор Джихён Хонг отметил, что синхротронное излучение помогло им провести анализ структурных и химических различий между внутренней частью катода и поверхностью. Решающее значение для общей структурной целостности материала, а также производительности катода.
(Еще нет голосов, будьте первым)
Загрузка...
