Vísindamenn við Hanyang háskólann í Seúl hafa þróað nýja leið til að auka afköst og endingu rafhlaðna sem notuð eru í ýmis rafeindatæki og farartæki. Tækni þeirra felst í því að þvo og húða bakskaut rafhlöðunnar með sérstakri lausn.
Rafhlöður eru nauðsynlegar til að knýja margar nútíma græjur og vélar, allt frá snjallsímum og fartölvum til rafbíla og vélmenna. Hins vegar er ein helsta áskorunin sem rafhlöðuframleiðendur standa frammi fyrir er að auka orkuþéttleika og endingu rafhlöðufrumna, sérstaklega þeirra sem nota nikkel hátt (Ni) efni sem bakskaut.
Hátt nikkel bakskaut hafa marga kosti eins og mikla afkastagetu og lágan kostnað. Hins vegar hafa þeir einnig verulegan galla - tilhneigingu til hraðrar niðurbrots vegna mikillar hvarfgirni þeirra við samskipti við umhverfið. Þetta leiðir til myndunar óæskilegra litíumefnasambanda á yfirborði bakskautsins og skaðlegra hliðarhvarfa við raflausnina - vökvann sem flytur rafhleðsluna inni í rafhlöðunni.
Til að vinna bug á þessu vandamáli hafa vísindamenn þróað einfalda en áhrifaríka lausn: að þvo bakskautin með vatni sem inniheldur uppleystar kóbalt (Co) jónir. Þetta ferli fjarlægir umfram litíum frá bakskautyfirborðinu og skapar þunnt, einsleitt, kóbaltríkt lag sem virkar sem hlífðarhlíf. Þetta lag kemur í veg fyrir beina snertingu bakskautsins við raflausnina og dregur þannig úr möguleikanum á frekara niðurbroti.
Vísindamennirnir bættu einnig flúorhúð við þvegna bakskautið, sem jók enn frekar stöðugleika og öryggi rafhlöðunnar. Flúorhúðin kemur í veg fyrir að salta sölt brotni niður og gasbólur myndast sem geta valdið því að rafhlaðan bólgna og jafnvel springur.
Rannsakendur prófuðu þvotta- og húðunartækni sína á nokkrum hánikkel bakskautum, sem bættu verulega afköst þeirra og endingu. Meðhöndluð bakskaut héldu meira en 90% af upprunalegri getu sinni eftir 500 lotur, samanborið við minna en 80% fyrir ómeðhöndluð. Þeir sýndu einnig meiri orkuþéttleika og minni gasmyndun en hefðbundin bakskaut.
Vísindamennirnir vona að tækni þeirra muni ryðja brautina fyrir þróun á skilvirkari og áreiðanlegri rafhlöðum fyrir ýmis forrit, sérstaklega fyrir rafknúin farartæki og stór rafeindatækni. Þeir búast einnig við að niðurstöður þeirra hvetji aðra vísindamenn til að finna nýjar leiðir til að bæta stöðugleika og endingu nikkel-auðgaðra bakskauta.
Lestu líka: