Bataryanın kapasitesinin yanı sıra kullanım ömrü elektrikli araçların halihazırda büyük dezavantajlarından biri. Bataryalar bir süre sonra zayıflıyor ve değiştirilmeleri gerekiyor, bu da maliyetli, çevreye zararlı ve karmaşık olabiliyor.
Sorunun büyük bir kısmı elektrikli araçlarda kullanılan ikincil lityum bataryalarının şarjı depolama yönteminden kaynaklanıyor. Elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirerek depoluyor, kullanmak için tekrar elektrik enerjisine dönüştürüyorlar.
Bataryalar bunu işlem için gereken, yüksek miktarda lityum iyonu depolayabilen nikel katot malzemeler kullanarak yapıyor. Ama nikel bazlı malzemeler küçük kristallerden oluşuyor ve şarj ve deşarj edildikçe giderek zayıflayabiliyor.
Araştırmacılar bu sorunun katot malzemesini, bozulma ihtimali daha düşük, tek bir büyük parçacık veya kristal şeklinde üreterek çözülebileceğini düşünüyor.
Yeni çalışmada araştırmacılar, yüksek kaliteli tek kristal malzemeler üretmek için doğru sıcaklığı tespit etmeye odaklandı. Bir dizi farklı sıcaklığı deneyerek malzemenin kapasitesi ve uzun vadede performansı üzerinde etkilerini inceledi.
Malzemelerin yüksek kalitede ve görece basit bir şekilde üretilebildiği bir kritik sıcaklık keşfettiler. Malzemeler böylelikle çok daha uzun süre dayanacak.
Sıcaklık aşılınca "sertleşme" denen bir işlem gerçekleşiyor ve malzemenin içindeki parçacıklar büyüyerek boş alanları dolduruyor.
Bununla birlikte malzemeler fazlasıyla sağlamlaşıyor ve bozulmuyor, böylelikle çok daha uzun süre dayanabiliyorlar.
Araştırmanın yürütüldüğü Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Kyu-Young Park "Nikel bazlı katot malzemelerin dayanıklığı için yeni bir sentez stratejisi öne sürdük" dedi.
Elektrikli araçlar için ikincil bataryaları daha ucuz, daha hızlı ve daha uzun ömürlü yapmak üzere araştırmamıza devam edeceğiz.
Araştırma, yakın zamanda ACS Applied Materials & Interfaces akademik dergisinde yayımlanan, Yüksek-Ni Katotta Termal Tahrikli Mikroyapının Lityum-İyon Bataryalar için Karşılaştırması Çalışması: Polikristalin ve Tek Kristalin Tasarımda Kritik Kalsinasyon Sıcaklığı (Comparison Study of a Thermal-Driven Microstructure in a High-Ni Cathode for Lithium-Ion Batteries: Critical Calcination Temperature for Polycrystalline and Single-Crystalline Design) isimli makalede yer alıyor.
GÜNDEM
Sayfa başına git
