تیمی از محققان روش جدیدی برای بهبود کارکرد و طول عمر باتری‌های مورد منفعت گیری در وسایل الکترونیکی و وسایل نقلیه گوناگون تشکیل کرده‌اند. افزایش چگالی انرژی و دوام سلول‌های باتری، به‌اختصاصی آن‌هایی که دارای کاتدهای غنی از نیکل می باشند، یک چالش بزرگ برای شرکت‌های باتری‌سازی است. تکنیک تازه محققان که شامل شستن و پوشاندن کاتدهای باتری با یک محلول خاص است، راه‌حل مناسبی برای این مسائل محسوب می‌بشود.

بر پایه مقاله منتشرشده در نیچر، تیمی از محققان دانشگاه هانیانگ کره جنوبی، برای دوام سلول‌های باتری یک راه‌حل ساده و درعین حال مؤثر ابداع کردند. آن‌ها کاتد باتری‌ها را با آبی که حاوی یون‌های کبالت (Co) است، شست‌وشو دادند. این فرایند لیتیوم اضافی را از سطح کاتد حذف می‌کند و یک لایه نازک، یکنواخت و غنی از کبالت پدید می‌آورد که همانند یک سپر محافظ عمل می‌کند. این لایه مانع تماس مستقیم کاتد با الکترولیت می‌بشود و درنتیجه گمان تخریب زیاد تر را افت می‌دهد.

ابداع محققان برای افزایش طول عمر باتری‌ها

باتری‌ها برای فراهم انرژی تعداد بسیاری از ابزارها از تلفنهای هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا خودروهای الکتریکی و ربات‌ها، الزامی می باشند. بااین‌حال، یکی از مسائل مهم که گسترش‌دهندگان باتری با آن روبه رو می باشند، چگونگی افزایش چگالی انرژی و دوام سلول‌های باتری به‌اختصاصی آن‌هایی است که از مواد لایه‌ای غنی از نیکل (Ni) به گفتن کاتد منفعت گیری می‌کنند.

کاتدهای غنی از نیکل دارای مزایای تعداد بسیاری همانند ظرفیت بالا و هزینه کم می باشند. بااین‌وجود، آن‌ها یک اشکال عمده دارند؛ به علت عکس العمل‌پذیری زیاد با محیط اطراف، تمایل به تخریب سریع دارند. این کار تبدیل راه اندازی ترکیبات لیتیوم ناخواسته در سطح کاتد و عکس العمل‌های زیان اور با الکترولیت می‌گردد.

محققان برای تسلط بر این مشکل، کاتدها را با محلول یون‌های کبالت شست‌وشو دادند. آن‌ها این چنین یک پوشش فلوئور در بالای کاتد شسته‌شده اضافه کردند که علتافزایش پایداری و ایمنی سلول باتری شد. پوشش فلوئور از تجزیه نمک‌های الکترولیت و راه اندازی حباب‌های گاز جلوگیری می‌کند؛ این حباب‌ها می‌توانند جهت تورم و انفجار باتری شوند.

محققان تکنیک شست‌وشو و پوشش خود را بر روی چندین کاتد غنی از نیکل آزمایش کردند که به شکل قابل‌توجهی کارکرد و طول عمر آن‌ها را بهبود بخشید. کاتدهای شسته‌شده بیشتر از ۹۰ درصد ظرفیت اولیه خود را بعد از ۵۰۰ سیکل شارژ نگه داری کردند. این باتری‌ها این چنین چگالی انرژی بالاتر و تشکیل گاز کمتری نسبت به کاتدهای معمولی نشان دادند.