Yüksek enerji yoğunluğunun, düşük kendi boşaltma hızının ve yüksek potansiyel farklılığının avantajları olan lityum batteriyesinde yeni bir kırıklığı geliştirir. Lityum-ion batterileri, mobil telefonları, elektrik araçları, uydular, uzay gemileri ve su altında robotlar gibi bir çok alanda uygulandı. Ancak, lityum elektronik kısıtlıkları olmadan değil. Güç yoğunluğu ve hizmet yaşamı hakkında geliştirmek için yer var.
Lityum batterilerinin döngüs ü sırasında, pislikler bateryanın nickel zengin katoda toplanacak. Nicel lityum batterilerin enerji yoğunluğunun anahtarı olsa da, dayanamıyor. Bu, ilk yükleme ve taşıma döngüsü sırasında nickel katodanın yüzeyindeki kirlilikler oluşturulmasına kolayca yol açar. Bu yüzden yüzde 10'a 18'ya düşürür.
Ayrıca, nickel katoda yapısının yüzeyinde incelenmeyeceği oluşturur ve zamanında, aynı zamanda bateryanın depolama kapasitesini de azaltmaya başlar. Bu yüzden, lityum batterilerinin uzun süredir kullanımından sonra sabırlık sık sık olarak azalır.
Ciddi fleksi kurulu fabrikasının katodan aday materyali olarak NMC 811 adında nickel-manganese-kobalt materyalinin büyük gelişme potansiyeli olduğunu anladı. Bu yüzden, Binghamton, Enerji Bakanlığı ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvası'nda New York Devlet Üniversitesi'nden araştırmacılar NMC 811 üzerinde bir sürü kimyasal araştırmalar yaptılar ve bunun katodaki instabiliyeti etkili olarak silebileceğini umuyorlar.
Araştırmacılar materyalin iç mekanizmasını keşfetmek için X-ray ve neutron fırlatma tekniklerini kullanır. Sonuçlar, niobiyum ve lityum atomların pozisyonlarını açıklayabileceğini gösteriyor. Bu niobiyum değiştirme sürecini daha fazla anlamak için bir fırsat sağlayacak.
Ayrıca, nötron dağıtıcı veriler niobiyum atomların yüzeyi stabilize edip ilk döngüde kaybı azalttığını gösteriyor. Daha yüksek sıcaklıkta niobiyum atomları katoda maddelerindeki daha derin mangan atomlarının yerine getirir, uzun süredir kapasitet tutmasını geliştirir. Bu nickel-manganese-kobalt materyali ile lityum baterisinin kapasitesi ilk yük döngüsünde önemli olarak azalır.
Ciddi fleksi kurulu fabrikası, materyalin 250 yükleme döngüsü için içeriğin %93,2'nin daha uzun performans sağladığını söylemeye değer olduğunu düşünüyor. Elektrik taşıma alanında olduğu gibi yüksek yoğunlukta depolama öncelik uygulamalarına göre bu özellik daha büyük bir avantaj oynayacak.
Ayrıca, elektromik performansı ve yapısal stabillik NMC 811'e elektrik araçları gibi daha yüksek enerji yoğunluğu uygulamalarında kullanılabilir aday katoda maddeleri olması için daha iyi bir şans verir. Gelecekte, mangan atomların yerine niobiyum örtüsünü niobiyum atomlarla birleştirmek, lityum batterilerin başlangıç kapasitesini arttırmak ve uzun süredir kapasitesini sürdürmek için etkili bir yol olabilir.