Hvad forårsager spændingssvigt i litiumrige NMC-katodematerialer?

Forskere ledet af et universitet i Californien San Diego-teamet har udgivet arbejde i tidsskriftet Nature Energy, der forklarer, hvad der forårsager den præstationsreducerende "spændingsfade", der for øjeblikket plager en lovende klasse af katodematerialer kaldet lithium-rich NMC (nickel magnesium cobalt) lagdelt oxider.

Dislocations er ekstra atomiske lag, der ikke passer ind i den ellers perfekt periodiske krystalstruktur ", siger Andrej Singer, hovedforfatteren, der udførte dette arbejde som postdoktorale forsker ved UC San Diego." Det var en stor overraskelse at opdage disse forskydninger, hvis noget, vi forventede, at de ekstra atomlag skulle forekomme i en helt anden orientering, "sagde Singer, som nu er på fakultetet ved Cornell University. Ved at kombinere eksperimentelle beviser med teori konkluderede forskergruppen, at kernen i denne specifikke form for forskydning resulterer i spænding fade.

Forskningen beskrevet i Nature Energy-papiret kunne i sidste ende føre til nye katodematerialer til solid state batterier. Mange forskere, herunder Meng, anser solid state-batterier for at være et af de mest lovende fremtidige batteriløsninger. Lithiumrige NMC-katoder virker f.eks. Ved højspænding og kan derfor til sidst parres med faststofelektrolytter, som også arbejder ved højspænding. Meget af interesse for solid state batterier stammer fra, at solid state elektrolytter menes at være sikrere end de traditionelle flydende elektrolytter, der anvendes i lithium-ion genopladelige batterier.

36V elektrisk cykel batteri