Forskere viser punktfejl i katodekrystaller kan fremskynde lithiumabsorption

En ny undersøgelse foretaget af forskere ved University of California, Berkeley, har vist, at punktdefekter i katodekrystaller kan fremskynde absorptionen af ​​lithiumioner. Denne opdagelse kan føre til udviklingen af ​​nye og forbedrede lithium-ion-batterier.

Lithium-ion-batterier bruges i en lang række elektroniske enheder, fra bærbare computere til smartphones til elbiler. De virker ved at lagre lithiumioner i et katodemateriale, som typisk er et metaloxid. Når batteriet er afladet, bevæger lithium-ionerne sig fra katoden til anoden, hvor de kombineres med elektroner for at producere elektricitet.

Den hastighed, hvormed lithium-ioner kan bevæge sig gennem katodematerialet, er en nøglefaktor for at bestemme ydeevnen af ​​et lithium-ion-batteri. Punktfejl i katodekrystallen kan skabe baner, der tillader lithiumioner at bevæge sig hurtigere, hvilket kan forbedre batteriets strømtæthed og kapacitet.

I deres undersøgelse brugte Berkeley-forskerne en kombination af eksperimentelle og beregningsmæssige teknikker til at undersøge virkningerne af punktdefekter på lithium-ion-transport i katodekrystaller. De fandt ud af, at visse typer punktdefekter, såsom ilt ledige pladser, kan øge mobiliteten af ​​lithiumioner betydeligt.

Denne opdagelse kan føre til udviklingen af ​​nye katodematerialer med højere effekttæthed og kapacitet. Disse materialer kan bruges i næste generation af lithium-ion-batterier til elektriske køretøjer og andre applikationer.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials.

Kilde: University of California, Berkeley