По мере роста потребности в экологически чистых электромобилях, батареи с высоконикелевым катодом без кобальта (например, батареи с никелевым сердечником, покрытым марганцем) стали одной из наиболее перспективных технологий. Эти батареи увеличивают запас хода, одновременно снижая зависимость от дорогостоящих критически важных минералов. Однако новое исследование предполагает, что скрытая проблема в материале батареи может значительно сократить срок службы этих батарей нового поколения.
Ученые из Университета Ханьян в Южной Корее выяснили, что даже обычное воздействие воздуха на материалы для катодов способно вызвать небольшие химические изменения, из-за чего батарея быстрее изнашивается. Оказалось, что марганец, который обычно добавляют, чтобы сделать катод стабильнее, при определенных условиях сам становится причиной нестабильности. Если исходные материалы хранятся там, где на них попадает воздух, марганец на поверхности частиц окисляется. Это приводит к появлению дефектных участков, которые активнее вступают в реакции — в итоге разрушается электролит, растворяются металлы и происходят вредные реакции с анодом. В результате емкость батареи может падать почти вдвое быстрее при обычной эксплуатации.
Ученые нашли сравнительно простое решение: если добавить чуть больше лития при производстве катода, удается подавить образование дефектов и сохранить прочные связи марганца с кислородом. В опытах такие улучшенные катоды сохраняли более 90% емкости и служили заметно дольше.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что натриевые батареи из Китая догнали технологии Tesla.