Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin və yüksək güclü elektron cihazların sürətli inkişafı ultra sürətli doldurulan litium-ion batareyalarına artan tələbatı artırmışdır. Buna baxmayaraq, mövcud litium-ion doldurulan batareyalar sürətli doldurma prosesləri zamanı ciddi enerji azalmasından əziyyət çəkir və hətta fəlakətli nasazlıqlara səbəb ola bilər ki, bu da təhlükəsizlik risklərini artırır. Bu, əsasən anod-elektrolit interfeysində elektrokimyəvi qeyri-sabitlikdən qaynaqlanır və batareya səthində zərərli metal-litium çöküntüsünə və zəif istilik stabilliyinə səbəb olur.
Son illərdə yüksək gərginlikli anod materialları həddindən artıq litium çöküntüsünün və qeyri-sabit bərk elektrolit interfaza (SEI) təbəqələrinin əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün çox perspektivli alternativlərə çevrilmişdir. Bu güclü cəhətlərə baxmayaraq, ən müasir materiallar hələ də qeyri-qənaətbəxş ion keçiriciliyi və istilik stabilliyi ilə məhdudlaşır ki, bu da güc çıxışını və uzunmüddətli etibarlılığı zəiflədir.
Xarici medianın məlumatına görə, bu problemləri həll etmək üçün Seul Milli Elm və Texnologiya Universitetində dosent Donqvuk Hanın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu NASICON tipli strukturlu of-stoxiometrik (OS) litium titan fosfat anod materialı hazırlayıb. Bu material müstəsna struktur və istilik sabitliyi ilə tanınır. Dizayn, kinetik məhdudiyyətləri aşmaq və sabit sürətli doldurma performansına nail olmaq üçün aktiv material hissəciklərinin səthinin altında spontan faza çevrilməsinə səbəb ola bilər.
Müvafiq tədqiqat nəticələri Advanced Functional Materials jurnalında dərc olunub.
Sürətləndirilmiş İon Nəqli üçün Səth Modulyasiyası
Litium titan fosfatı (LTP), üstün struktur və istilik sabitliyinə, eləcə də sürətli litium ion diffuziya kanallarına malik natrium-super-ion keçirici (NASICON) tipli bir quruluşa malikdir. Tam miqyaslı potensialından istifadə etmək üçün tədqiqatçılar stoxiometrik olmayan dizayn strategiyası qəbul etdilər və fosforun (P) titanla (Ti) nisbətini qəsdən artırdılar. Belə titan çatışmazlığı olan tərkib LTP hissəciklərinin səthinə yaxın titan fosfat (TPO) domenləri yaradır.
Bu TPO ilə zəngin bölgələr yüksək səmərəli kinetik kanallar kimi çıxış edir, anod-elektrolit interfeysi vasitəsilə litium-ion daşınması üçün enerji maneəsini azaldır və hissəcik səthlərinin yaxınlığında sürətli ion ötürmə yolları qurur. Bundan əlavə, TPO çərçivəsindəki yüksək elastik P-O-P rabitələri sürətli doldurma dövrləri zamanı həcm dəyişikliyinə uyğunlaşmaq üçün struktur elastikliyi təmin edir və NASICON tipli strukturu dönməz zədələnmədən qoruyur.
Sürətli Şarj Şəraitində Möhkəm Performans
Müvafiq olaraq, sürətli doldurma qabiliyyətini qiymətləndirən vacib göstərici olan sürət qabiliyyəti testlərində OS-LTP-karbon (OS-LTP/C) kompozit anodu, 10C doldurma sürəti altında ilkin tutumunun diqqətəlayiq 86%-ni qoruyub saxlamış, təmiz LTP/C kompozit anodun tutumu isə kəskin şəkildə azalmışdır.
Bu material həmçinin 250-dən çox dövrdən sonra əla dövriyyə stabilliyi təmin edir. Tam elementli konfiqurasiyalar da eyni dərəcədə yüksək sürət performansı və yüksək gərginlikli katodlarla geniş uyğunluq nümayiş etdirir.
Daha Təhlükəsiz Batareyalara Doğru Daha Geniş Yol
Han qeyd etdi ki, “Metodumuz sürətli doldurulan batareya dizaynı üçün tamamilə yeni bir paradiqma yaradır və o, bütöv bərk vəziyyətdə olan batareyalar da daxil olmaqla bir çox gələcək enerji saxlama sistemlərinə geniş tətbiq oluna bilər. Bu dizayn strategiyası doldurma müddətini qısaltmaqla, təhlükəsizliyi artırmaqla və bərpa olunan enerji elektrik şəbəkələrinə dəstək təklif etməklə elektrik nəqliyyat vasitələrini daha praktik edə bilər.”
Nəticə olaraq, bu qeyri-stoxiometrik dizayn strategiyası təkrar doldurulan batareyaların üzləşdiyi əsas maneələrdən birini həll edir və kommersiya məqsədli ultra sürətli doldurma enerji saxlama texnologiyası üçün perspektivli bir yanaşma təklif edir.
Yazı vaxtı: 07 Avqust 2026