Litijum-jonske baterije sa manje kobalta
Istraživači sa Univerziteta Hunan dizajnirali su slojevitu oksidnu katodu za punjive litijum-jonske baterije koja postiže performanse brzog punjenja, dug životni vek i visoku sigurnost koristeći samo ultra-nisku količinu kobalta. Studija je objavljena u časopisu National Science Open.
Poslednjih godina, litijum-jonske sekundarne baterije su igrale ključnu ulogu u brzom porastu broja električnih vozila širom sveta. Tipično, katode litijum-jonskih baterija sadrže kobalt kako bi se obezbedile mogućnosti brzog punjenja. Međutim, rastuća potražnja za kobaltom i njegova ograničena ponuda značajno su povećali cenu materijala za litijum-jonske baterije. Primarni izazov je bio smanjiti upotrebu kobalta uz održavanje performansi brzog punjenja.
Da bi se pozabavili ovim problemom, istraživači su sintetizovali racionalnu strukturu sastavljenu od robusnog provodljivog zaštitnog sloja, gradijentnog provodnog sloja Li+ jona i stabilne faze u rasutom stanju optimizacijom distribucije kobalta u česticama katode sa visokim slojem nikla. Analiza je pokazala da robusni provodljivi zaštitni sloj, gradijentni provodni sloj Li+ jona značajno poboljšava jonsku i elektronsku provodljivost materijala. Shodno tome, ova struktura je pokazala odlične performanse brzine (brzo punjenje) čak i sa ultra malom količinom kobalta.
Pored toga, faza sa umerenim mešanjem katjona i površinski provodljivi zaštitni sloj efikasno su obezbedili stabilnost materijala, postižući izvanrednu stabilnost i sigurnost pri cikliranju. Što se tiče performansi baterije, projektovana katoda je udvostručila performanse brzine (5 C) i zadržala 90,4% kapaciteta nakon 300 ciklusa na visokom naponu u punoj ćeliji. Ove prednosti sugerišu da dizajnirana katoda ima veliki potencijal za praktičnu primenu.
Štaviše, za katodne materijale sa dobrom strukturnom stabilnošću, ali lošim kinetičkim performansama, studija pokazuje da je istovremeno projektovanje površinske kristalne strukture i masovne faze efikasan način da se osiguraju odlične elektrohemijske performanse po nižoj ceni.
Izvor: autotech.news
