Japonlardan batarya atılımı: Bin döngüden sonra bile yüzde 95 görülüyor

Bilim insanları lityum iyon bataryaların ömrünü uzatabilecek yeni bir katkı maddesi geliştirdi. Lityum iyon bataryalar akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok teknolojik cihazda kullanılıyor. Ancak bu bata…

Lityum iyon bataryalar akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok teknolojik cihazda kullanılıyor.

Ancak bu batarya tipi geniş çapta kullanılsa da tekrarlayan şarj döngüleri nedeniyle performanslarının düşmesi gibi bir sorunları var.

fazla oku

Bu bölüm, konuyla ilgili referans noktalarını içerir. (Related Nodes field)

Japonya İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar bu sorunu çözmek için yeni bir bileşik geliştirdi.

Lityum iyon bataryalarda anot malzemesi olarak sıkça kullanılan grafit üzerinde, elektrolit bileşenlerinin ayrışmasıyla bir tabaka oluşuyor. Şarj döngüsünün başlarında oluşan ve katı elektrolit ara fazı diye bilinen bu tabaka, elektrotu korurken lityum iyonlarının geçmesine izin veriyor.

Ancak bu tabakanın kararsız hale gelmesi, lityumun tüketilmesine, direncin artmasına ve batarya kapasitesinin düşmesine neden oluyor.

Bilim insanları yeni çalışmalarında özel olarak tasarlanmış bir elektrolit katkı maddesinin bu koruyucu tabakayı daha dayanıklı hale getirip getiremeyeceğini araştırdı.

Araştırmacılar bu amaçla pentaflorofenil tiyofen imin (FPTI) isimli bir bileşik sentezledi. Ardından bu bileşiği, geleneksel lityum iyon bataryalara eklediler.

Bulguları hakemli dergi Energy & Fuels'ta yayımlanan çalışmaya göre, mililitre başına 2 miligram FPTI içeren grafit hücreler, bin döngüden sonra maksimum kapasitelerinin yüzde 89,4'ünü korudu. Bu oran 4 miligram içeren hüclerdeyse yüzde 95,6'ya yükseldi.

Öte yandan katkı maddesi içermeyen batarya hücreleri sadece yüzde 62,7'sini korudu ve yaklaşık 350 döngüden sonra ciddi kapasite kaybı sergilemeye başladı.

4 miligramla yapılan testlerde, katı elektrolit ara fazının direncinin de kontrol grubuna kıyasla 7,6 ohm'dan 2,2 ohm'a düştüğü gözlemlendi.

Direncin düşmesi, iyonların önündeki engellerin kalkmasını sağladığı için önem arz ediyor. Bu sayede batarya daha az ısınıyor ve enerjinin boşa harcanmasının ve iç bileşenlerin yıpranmasının önüne geçiliyor.

Araştırmacılar bu sayede bataryanın kapasitesini daha uzun süre koruyabildiğini söylüyor.

Ekip ayrıca bu tür katkı maddelerinin bir elektroda fayda sağlarken diğerine zarar verebileceğini ve bu nedenle tüm batarya sistemine göre özel olarak tasarlanması gerektiğini belirtiyor.

Yeni yöntemin geniş ölçekte kullanımını test etmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var.

Ancak bulgular, anotu hedefleyen düşük miktarda bileşiğin, daha derinlemesine değişikliklere ihtiyaç duymadan performansı ciddi derecede artırabileceğini gösteriyor.

Lityum iyon bataryaların ömrünün bu şekilde uzatılması, cihazların kullanım süresi boyunca maliyetleri düşürürken hammadde ihtiyacını da azaltabilir.

Independent Türkçe, Interesting Engineering, EurekAlert, Energy & Fuels

Derleyen: Büşra Ağaç

DAHA FAZLA OKU

Hakkında daha ayrıntılı: çeviri teknoloji batarya