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Nouvelle percée dans les batteries au lithium à plaques souples et rigides, nouveau revêtement pour améliorer la durée de vie selon l'usine de panneaux souples, les batteries au lithium sont actuellement les batteries les plus largement utilisées, avec les avantages d'une densité d'énergie élevée, d'un faible taux d'autodécharge et d'une grande différence de potentiel. Les batteries lithium - ion ont été utilisées dans de nombreux domaines tels que les téléphones portables, les véhicules électriques, les satellites, les engins spatiaux et les robots sous - marins. Cependant, l'électronique au lithium n'est pas sans inconvénients. Il y a place à amélioration en termes de densité de puissance et de durée de vie.
Au cours du cycle d'une batterie au lithium, des impuretés peuvent s'accumuler dans la cathode riche en nickel de la batterie. Bien que le nickel soit la clé de la densité énergétique des batteries au lithium, il est instable. Il en résulte facilement la formation d'impuretés à la surface de la cathode de nickel lors des premiers cycles de charge et de décharge, ce qui réduit la capacité de stockage de la batterie de 10 à 18%.
De plus, le nickel crée une instabilité sous la surface de la structure cathodique et, au fil du temps, il commence également à réduire la capacité de stockage de la batterie. Par conséquent, l'endurance a tendance à diminuer considérablement après une utilisation prolongée des batteries au lithium.
L'usine d'Adagio a appris qu'en tant que matériau candidat pour la cathode, le matériau Nickel - manganèse - Cobalt appelé nmc 811 a un énorme potentiel de développement. Ainsi, des chercheurs de l'Université d'État de New York à Binghamton, du Département de l'Énergie et du laboratoire national d'Oak Ridge ont mené plusieurs études chimiques sur le nmc 811 dans l'espoir qu'il inhiberait efficacement l'instabilité de la cathode.
Les chercheurs ont utilisé des techniques de diffraction des rayons X et des neutrons pour explorer les mécanismes internes de ce matériau. Les résultats montrent que les neutrons peuvent facilement pénétrer dans le matériau de la cathode, révélant la position des atomes de niobium et de lithium, ce qui offre une occasion de mieux comprendre le processus de modification du niobium.
De plus, les données de diffusion neutronique montrent que les atomes de niobium stabilisent la surface et réduisent les pertes lors du premier cycle. À des températures plus élevées, les atomes de niobium remplacent certains atomes de manganèse plus profonds dans le matériau de la cathode, améliorant la rétention de capacité à long terme. Avec ce matériau Nickel - manganèse - cobalt, la perte de capacité de la batterie au lithium est considérablement réduite lors du premier cycle de charge.
L'usine de flexboard estime qu'il convient de mentionner que le matériau offre également des performances plus longues, avec un taux de rétention du contenu de 93,2% pour 250 cycles de charge. Dans le cas d'applications prioritaires pour le stockage haute densité, par exemple dans le domaine de la mobilité électrique, cette fonction jouera un plus grand avantage.
En outre, les propriétés électrochimiques et la stabilité structurelle donnent au nmc 811 une meilleure chance d'être un matériau de cathode candidat pouvant être utilisé dans des applications à plus haute densité d'énergie, telles que les véhicules électriques. À l'avenir, la combinaison d'un revêtement de niobium avec des atomes de niobium au lieu d'atomes de manganèse pourrait être un moyen efficace d'améliorer la capacité initiale et la rétention de la capacité à long terme des batteries au lithium.
