Yeni çalışma, elektrikli araçların daha hızlı şarj edilmesi için otomotiv akülerindeki lityum kaplamayı bastırmanın yollarını buluyor

Londra Queen Mary Üniversitesi'nden Dr. Xuekun Lu'nun İngiltere ve ABD'den uluslararası bir araştırmacı ekibiyle iş birliği içinde yürüttüğü yeni bir çalışma, elektrikli araç akülerindeki lityum kaplamayı önlemenin ve daha hızlı şarj sürelerine yol açabilecek bir yol buldu. Makale Nature Communications dergisinde yayınlandı.

Lityum kaplama, hızlı şarj sırasında lityum iyon pillerde meydana gelebilecek bir olgudur. Lityum iyonları pilin negatif elektrotunun yüzeyinde birikmek yerine birikerek büyümeye devam eden bir metalik lityum tabakası oluşturduğunda ortaya çıkar. Bu, pile zarar verebilir, ömrünü kısaltabilir ve yangın ve patlamaya yol açabilecek kısa devrelere neden olabilir.

Dr. Xuekun Lu, grafit negatif elektrotun mikro yapısının optimize edilmesiyle lityum kaplamanın önemli ölçüde hafifletilebileceğini açıklıyor. Grafit negatif elektrot, rastgele dağılmış küçük parçacıklardan oluşur ve parçacık ve elektrot morfolojisinin homojen bir reaksiyon aktivitesi ve azaltılmış yerel lityum doygunluğu için ince ayarlanması, lityum kaplamayı baskılamanın ve pilin performansını iyileştirmenin anahtarıdır.

Dr. Lu, "Araştırmamız, grafit parçacıklarının lityumlaşma mekanizmalarının, yüzey morfolojisine, boyutuna, şekline ve yönelimine bağlı olarak farklı koşullar altında değiştiğini ortaya çıkardı. Bu, lityum dağılımını ve lityum kaplamanın eğilimini büyük ölçüde etkiliyor" dedi. "Öncü bir 3D pil modelinin yardımıyla, lityum kaplamanın ne zaman ve nerede başladığını ve ne kadar hızlı büyüdüğünü yakalayabiliyoruz. Bu, elektrikli araçların geleceği üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilecek önemli bir atılım."

Çalışma, hızlı şarj sırasında grafit parçacıkları içindeki lityumun yeniden dağıtımının fiziksel süreçlerinin anlaşılmasını geliştirerek gelişmiş hızlı şarj protokollerinin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sağlıyor. Bu bilgi, lityum kaplama riskini en aza indirirken verimli bir şarj sürecine yol açabilir.

Çalışma, daha hızlı şarj sürelerine ek olarak, grafit elektrotun mikro yapısının iyileştirilmesinin pilin enerji yoğunluğunu da artırabileceğini buldu. Bu, elektrikli otomobillerin tek şarjla daha fazla yol kat edebileceği anlamına geliyor.

Bu bulgular elektrikli araç akülerinin geliştirilmesinde büyük bir atılımdır. Daha hızlı şarj olan, daha uzun ömürlü ve daha güvenli elektrikli otomobillerin ortaya çıkmasına yol açabilir ve bu da onları tüketiciler için daha çekici bir seçenek haline getirebilir.