Hanyang universiteto ERICA randa trūkumų, galinčių sutrumpinti elektromobilių tarnavimo laiką
Kobalto{0}}neturintys, daug{1}}nikelio katodo akumuliatoriai-pavyzdžiui, mangano-dengtos nikelio šerdies baterijos-pasirodė pigesnė- alternatyva, kuri gali sumažinti priklausomybę nuo svarbių mineralų. Tačiau naujas tyrimas, kurį atliko Hanyang universiteto ERICA mokslininkai, atskleidžia, kad pirmtakų medžiagų poveikis orui keičia mangano chemiją, sukuria reaktyvius paviršiaus defektus, kurie pagreitina elektrolitų skilimą ir sukeliaEV akumuliatoriaus nusidėvėjimas.
Tyrimas, kuriam vadovavoProfesorius Jin Ho Bang kartu su mokslų daktaru JinHa Shim iš Hanyang universiteto ERICA, Pietų Korėja, nustato nepastebėtą iššūkį pirmtakų saugojimo srityje ir pateikia praktinę strategiją, kaip atkurti medžiagos stabilumą. Išvados buvo paskelbtos internete 2026 m. gegužės 13 d. ir paskelbtos 19 tomo 12 numeryjeEnergetika ir aplinkos mokslas2026 m. birželio 23 d.
Pagrindinės tyrimo įžvalgos
Pagrindinė priežastis:Katodų pirmtakų medžiagas laikant atvirose oro{0}}saugyklose, paviršiaus manganas oksiduojamas prieš galutinę sintezę.
Degradacijos mechanizmas:Sukuria pažeistas paviršiaus sritis, praturtintas Jahn{0}}Teller iškreiptomis mangano rūšimis, beveik dvigubai sumažindamas pajėgumą atliekant ilgesnio ciklo bandymus.
Sintezės reguliavimas:Padidėjęs ličio perteklius sintezės metu slopina defektų paviršiaus fazių susidarymą ir atkuria stabilų mangano{0}}deguonies ryšį.
Našumo rezultatas:Modifikuoti daug{0}}nikelio turintys katodai išlaiko daugiau nei 90 % savo talpos atliekant ilgesnio ciklo bandymus.
Mangano chemijos kontrolė{0}}didelio nikelio katoduose
Manganas paprastai įvedamas stabilizavimuidaug -nikelio turinčių EV baterijų, tačiau tyrimo grupė parodė, kad ji gali netikėtai tapti nestabilumo šaltiniu, jei nepaisoma pirmtakų istorijos.
"Mes nustatėme, kad mangano{0}}apvalkalas, kuris paprastai įdedamas apsaugoti didelius-nikelio katodus, gali tapti skilimo katalizatoriumi, jei pirmtakų chemija nėra kruopščiai kontroliuojama.– aiškina prof. Bang.Net nedideli pirmtakų saugojimo istorijos svyravimai gali labai paveikti akumuliatoriaus stabilumą."
Norėdami pašalinti trūkumą nereikalaujant didelių gamybos linijų pertvarkymo ar brangių antrinių dangų, mokslininkai pakoregavo sintezės parametrus. Padidindama ličio perteklių, komanda neutralizavo paviršiaus defektus, kuriuos sukėlėpirmtakų oro poveikisir atstatytas stabilusmangano chemija.
"Mūsų rezultatai rodo, kad net nedideli pirmtakų istorijos svyravimai gali turėti didelių pasekmių akumuliatoriaus veikimui, todėl pirmtakų valdymas yra svarbus aspektas gaminant didelio masto{0}}“ – priduria prof. Bang.
Kruopštus pirmtakų apdorojimo ir ličio stechiometrijos valdymas suteikia praktišką kelią patvaresnių baterijų link, pailginant elektromobilių ir energijos kaupimo sistemų akumuliatorių tarnavimo laiką.