Vědci z Hanyang University v Soulu vyvinuli nový způsob, jak zvýšit výkon a životnost baterií používaných v různých elektronických zařízeních a vozidlech. Jejich technika spočívá v mytí a povlékání katod baterií speciálním roztokem.
Baterie jsou nezbytné k napájení mnoha moderních přístrojů a strojů, od chytrých telefonů a notebooků po elektromobily a roboty. Jednou z hlavních výzev, kterým čelí vývojáři baterií, je zvýšení hustoty energie a trvanlivosti bateriových článků, zejména těch, které jako katody používají materiály s vysokým obsahem niklu (Ni).
Katody s vysokým obsahem niklu mají mnoho výhod, jako je vysoká kapacita a nízká cena. Mají však i podstatnou nevýhodu – sklon k rychlé degradaci díky vysoké reaktivitě na interakci s okolím. To vede k tvorbě nežádoucích sloučenin lithia na povrchu katody a škodlivým vedlejším reakcím s elektrolytem - kapalinou, která transportuje elektrický náboj uvnitř baterie.
K překonání tohoto problému vědci vyvinuli jednoduché, ale účinné řešení: promytí katod vodou, která obsahuje rozpuštěné ionty kobaltu (Co). Tento proces odstraňuje přebytečné lithium z povrchu katody a vytváří tenkou, jednotnou vrstvu bohatou na kobalt, která působí jako ochranný štít. Tato vrstva zabraňuje přímému kontaktu katody s elektrolytem a snižuje tak možnost další degradace.
Vědci také přidali na promytou katodu fluoridový povlak, který dále zvýšil stabilitu a bezpečnost baterie. Fluoridový povlak zabraňuje rozkladu solí elektrolytu a tvorbě plynových bublin, které mohou způsobit nabobtnání baterie a dokonce její explozi.
Výzkumníci testovali jejich techniku praní a potahování na několika katodách s vysokým obsahem niklu, což výrazně zlepšilo jejich výkon a životnost. Upravené katody si po 90 cyklech zachovaly více než 500 % své původní kapacity, ve srovnání s méně než 80 % u neupravených katod. Vykazovaly také vyšší hustotu energie a menší tvorbu plynu než běžné katody.
Vědci doufají, že jejich technika připraví cestu k vývoji účinnějších a spolehlivějších baterií pro různé aplikace, zejména pro elektromobily a velkou elektroniku. Očekávají také, že jejich výsledky inspirují další vědce k hledání nových způsobů, jak zlepšit stabilitu a trvanlivost katod obohacených niklem.
Přečtěte si také: