Tutkijat ovat kehittäneet yksinkertaisen kemiallisen lähestymistavan, joka hidastaa litiumioniakkujen rappeutumista. Tämä voi parantaa akkujen kestävyyttä sähköautoissa ja kannettavissa laitteissa.
© A. Krivonosov
Älypuhelimien, kannettavien tietokoneiden ja sähköautojen akkujen käyttöikä saattaa parantua merkittävästi ilman kalliita tai eksoottisia teknologioita. Tutkijat ovat esittäneet suhteellisen yksinkertaisen kemiallisen lähestymistavan, joka hidastaa litiumioniakkujen rappeutumista ja säilyttää niiden kapasiteettia pidempään.
Boda.su:n raportoimana, näiden akkujen pääongelma on hyvin tunnettu: jokaisen lataus- ja purkausjakson myötä sisäiset materiaalit hajoavat vähitellen. Klassisessa litiumionikennorakenteessa on anodi, katodi ja elektrolyytti, jonka läpi litiumionit liikkuvat. Alkuvaiheen jaksojen aikana anodille muodostuu suojaava kerros, joka vakauttaa akun toimintaa ja estää elektrolyytin jatkohajoamisen – tämä on pitkään tutkittu ja hyödyllinen prosessi.
Katodi tuo esiin monimutkaisemman haasteen. Korkeissa jännitteissä ja pitkittyneissä kuormissa elektrolyytti jatkaa ei-toivottuja reaktioita, mikä tekee suojaavasta kerroksesta epävakaan. Tämä nopeuttaa akun kulumista ja johtaa kapasiteetin menetykseen, erityisesti suuritehoisissa laitteissa ja sähköautoissa.
Tutkijoiden esiin nostama ratkaisu ei vaadi akkurakenteen radikaalia uudelleensuunnittelua. Sen sijaan se sisältää erityisten kemiallisten komponenttien lisäämisen suoraan elektrolyyttiin. Nämä lisäaineet reagoivat ensin katodin pinnan kanssa muodostaen vakaamman suojaavan kalvon, joka vähentää sivuvaikutuksia ja hidastaa materiaalien hajoamista.
Kokeet osoittavat, että jopa edulliset, hyvin tunnetut kemialliset yhdisteet voivat merkittävästi lisätä akun kestämien käyttösyklien määrää. Tärkeää on, että tämä lähestymistapa ei vaadi harvinaisia materiaaleja tai monimutkaisia valmistusprosesseja – se on yhteensopiva olemassa olevien teknologioiden kanssa.
Tutkijat uskovat tämän optimoinnin olevan erityisen ratkaisevaa sähköautoille ja kannettaville elektronisille laitteille, joissa akun pitkäikäisyys vaikuttaa suoraan omistuskustannuksiin ja laitteen käyttöikään. Vaikka menetelmä on vielä tutkimusvaiheessa, sitä pidetään jo yhtenä lupaavimmista suunnista litiumioniakkuteknologian kehittämisessä.