Pilin katotunda pil ömrünü uzatan koruyucu bir kaplama oluşturmak zordur ancak düşük maliyetli bir kimyasal çözüm bulunabilir.
Lityum-iyon piller sonunda daha uzun süre dayanabilir
Standart, düşük maliyetli kimya kullanılarak lityum iyon pillerin ömrünü uzatmak mümkün olabilir.
Lityum-iyon piller, negatif bir anot ve pozitif bir katottan ve ikisi arasında gözenekli bir ayırıcıdan oluşur. Bu, lityum iyonlarının şarj ve deşarj sırasında elektrotlar arasında geçişini sağlayan bir elektrolite batırılmıştır.
Negatif elektrotta elektrolit parçalanarak pili sabit tutan ve ömrünü uzatan ince bir koruyucu kaplama oluşturur.
Maryland Üniversitesi’nden Chunsheng Wang, katot üzerinde benzer bir koruyucu katman oluşturmanın her zaman çok daha zor olarak kabul edildiğini, çünkü oradaki elektriksel koşulların farklı olduğunu, bunun daha reaktif bir ortam yarattığını ve geleneksel elektrolitlerin stabil bir kaplama oluşmadan parçalanmasına neden olduğunu söylüyor.
Wang ve meslektaşları, elektroliti elektronları kabul etmeye daha “istekli” hale getiren ve parçalanmasını katotta stabil bir koruyucu kaplama oluşturan kontrollü bir sürece yönlendiren, organik kimyadan alınan basit bir reaksiyonu kullanarak bu engelin üstesinden geldi.
Wang’ın grubunda doktora sonrası araştırma görevlisi olan Xiyue Zhang, “Elektrolitin moleküler düzeyde nasıl parçalandığını yönlendirerek, katot üzerinde oluşan koruyucu tabakayı hassas bir şekilde kontrol edebildik” diyor.
Kimya da esnektir. Ortaya çıkan katot-elektrolit katmanı, katodu güçlü bir şekilde koruyacak şekilde daha koruyucu veya daha zayıf bir koruma sağlayacak ancak daha hızlı elektrokimyasal reaksiyonlara izin verecek ve ek enerji sağlayacak şekilde daha az koruyucu olacak şekilde ayarlanabilir. Bu, pillerin maksimum güç ve enerji veya daha uzun ömür ve stabilite sağlayacak şekilde optimize edilebileceği anlamına gelir.
İspanya’daki bir enerji depolama araştırma merkezi olan CIC energiGUNE’dan Michel Armand, “Eğer (katot-elektrolit tabakası) oluşumunu sağlayabilirsek, bu, pilin daha uzun süre döngüsünü sağlamada ileriye doğru bir adım olacaktır” diyor. Armand, Wang ve meslektaşlarının pil tasarımını değiştirmek için köklü kimyasal prosedürleri kullandıkları göz önüne alındığında, bu tür pillerin güvenli ve üretiminin kolay olması gerektiğini söylüyor.
Yeni yaklaşımın lityum iyon pillerin ömrünü tam olarak ne kadar artırabileceği şu anda belirsiz ancak bu, teknolojinin gelişmesiyle daha sonra netleşecek.
Wang, “Bu, mevcut pillere göre nispeten basit bir değişiklik” diyor. “Güvenlik ve uzun vadeli testlerden sonra bu yaklaşım tüketicilere gerçekçi bir şekilde ulaşabilir.”
