ソウルの漢陽大学の科学者たちは、さまざまな電子機器や車両に使用されるバッテリーの性能と耐久性を向上させる新しい方法を開発しました。彼らの技術は、バッテリーのカソードを洗浄し、特別な溶液でコーティングすることで構成されています。
バッテリーは、スマートフォンやラップトップから電気自動車やロボットに至るまで、多くの最新のガジェットや機械に電力を供給するために必要です。しかし、電池開発者が直面している主な課題の つは、電池セル、特に高ニッケル (Ni) 材料をカソードとして使用する電池のエネルギー密度と耐久性を向上させることです。
高ニッケル陰極には、高容量、低コストなど多くの利点があります。しかし、環境との相互作用に対する反応性が高いため、急速に劣化する傾向があるという重大な欠点もあります。これにより、カソードの表面に不要なリチウム化合物が形成され、電解質（バッテリー内で電荷を輸送する液体）との有害な副反応が発生します。
この問題を克服するために、科学者たちは、溶解したコバルト (Co) イオンを含む水で陰極を洗浄するという、シンプルだが効果的な解決策を開発しました。このプロセスでは、カソード表面から過剰なリチウムが除去され、保護シールドとして機能する薄くて均一なコバルトが豊富な層が形成されます。この層は、カソードと電解質の直接接触を防ぎ、さらなる劣化の可能性を減らします。
科学者らはまた、洗浄したカソードにフッ化物コーティングを追加し、バッテリーの安定性と安全性をさらに高めました。フッ化物コーティングは、電池の膨張や爆発の原因となる電解質塩の分解や気泡の形成を防ぎます。
研究者らは、いくつかの高ニッケル陰極で洗浄およびコーティング技術をテストし、その性能と寿命を大幅に改善しました。処理済みのカソードは 90 サイクル後も元の容量の 500% 以上を維持していましたが、未処理のカソードでは 80% 未満でした。また、従来のカソードよりもエネルギー密度が高く、ガス生成が少ないことも示されました。
科学者らは、自分たちの技術がさまざまな用途、特に電気自動車や大型電子機器向けに、より効率的で信頼性の高い電池の開発への道を開くことを期待している。彼らはまた、その結果が他の科学者に、ニッケルを豊富に含む正極の安定性と耐久性を向上させる新しい方法を見つけるきっかけを与えることを期待しています。
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