McGill Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriNüvələşməni təşviq edən və böyüməni məhdudlaşdıran ərimiş duz sintezi üsulu (NM sintezi). Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60946-4

ABŞ və Cənubi Koreyadakı həmkarları ilə işləyən McGill Universitetinin tədqiqatçılarından ibarət bir qrup, nikel və kobalt kimi bahalı və/yaxud qaynaqlanması çətin metalları mərhələli şəkildə ləğv etməyə kömək edə biləcək yüksək performanslı litium-ion batareya materialları hazırlamaq üçün yeni üsul işləyib hazırlayıb .

Komandanın irəliləyişi alternativ akkumulyator materialı olan “pozulmuş qaya duzu” (DRX) katod hissəciklərinin istehsalının daha yaxşı üsulunun yaradılmasındadır. İndiyə qədər istehsalçılar DRX hissəciklərinin ölçüsünə və keyfiyyətinə nəzarət etmək üçün mübarizə aparırdılar ki, bu da onları qeyri-sabit və istehsal parametrlərində istifadəni çətinləşdirirdi. Tədqiqatçılar heç bir üyüdülmə və ya sonrakı emal tələb olunmayan vahid ölçülü, yüksək kristal hissəciklər istehsal etmək üçün bir üsul inkişaf etdirərək bu problemi həll etdilər.

“Bizim metodumuz DRX katodlarının davamlı keyfiyyətlə kütləvi istehsalına imkan verir ki, bu da onların elektrik avtomobillərində və bərpa olunan enerjinin saxlanmasında tətbiqi üçün vacibdir “, – məqalənin müvafiq müəllifi və Mədən və Materiallar Mühəndisliyi Departamentinin assistenti Jinhyuk Lee bildirib.

Tədqiqatçılar deyirlər ki, Nature Communications -da dərc olunan tapıntılar elektrikləşdirilmiş nəqliyyata və bərpa olunan enerjidən istifadəyə qlobal keçiddə mühüm komponent olan daha davamlı və sərfəli litium-ion batareyalara doğru perspektivli yol təklif edir.

Materialların sıçrayışı

Tədqiqatçılar DRX hissəciklərini sintez etmək üçün iki mərhələli ərimiş duz prosesi hazırladılar. Ərinmiş duz hissəciklərin əmələ gəlməsinə daha yaxşı nəzarət etməyə, keyfiyyət və səmərəliliyi artırmağa imkan verir. Əvvəlcə tədqiqatçılar hissəciklərin nüvələşməsini (kiçik, vahid kristalların əmələ gəlməsini) təşviq etdilər, sonra isə onların böyüməsini məhdudlaşdırdılar. Bu, onlara litium-ion batareyalarda bu materialların performansını açmaq üçün vacib hesab edilən 200 nanometrdən kiçik olan batareyaya hazır hissəciklər istehsal etməyə imkan verdi.

Li dedi: “Biz yüksək kristallıq, bərabər səpələnmiş DRX tək hissəciklərini sintezdən sonra üyütməyə ehtiyac olmadan birbaşa sintez etmək üçün birinci metodu inkişaf etdirdik” dedi. “Bu morfoloji nəzarət həm batareyanın işini, həm də geniş miqyaslı DRX katod istehsalının ardıcıllığını artırır.”

Batareya hüceyrələrində sınaqdan keçirildikdə, yeni materiallar 100 şarj-boşaltma dövründən sonra tutumlarının 85 faizini qorudu. Bu, köhnə üsullardan istifadə etməklə istehsal olunan DRX hissəciklərinin performansından iki dəfə çoxdur.NM-LMTO-nun yuyulmasından sonra kristallik və hissəcik ölçüsünü ayırmaqda yumşalma və Li-reinsertion ehtiyacı. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60946-4

Laboratoriyadan sənayeyə qədər

Tədqiqat McGill komandası tərəfindən Stanford Universitetinin SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyası və Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutunun (KAIST) alimləri ilə birgə həyata keçirilib. O, qismən DRX texnologiyalarını kommersiya məqsədləri üçün genişləndirməkdə maraqlı olan ABŞ-da yerləşən akkumulyator şirkəti Wildcat Discovery Technologies tərəfindən dəstəklənib.

Komandanın metodu, həmçinin DRX katodlarının geniş şəkildə mənimsənilməsi üçün əsas maneəni aradan qaldıraraq prosesi daha miqyaslı və enerji səmərəli edə bilər. Batareyalara qlobal tələbatı nəzərə alsaq, bunun böyük dalğalanma təsiri ola bilər.

“Bizim işimizin qəbulu metodun həm fundamental anlayışını, həm də sənaye potensialını vurğulayır” dedi məqalənin aparıcı müəllifi və fəlsəfə doktoru Hoda Əhməd. McGill-in Material Mühəndisliyi Departamentinin tələbəsi. “Bu, sahəni miqyaslı istehsala çevirir.”

Tədqiqatçılar bu sintez strategiyası ilə daha davamlı, daha sərfəli və miqyasda istehsalı asan olan yeni nəsil litium-ion batareyalara qapının açıq olduğunu söyləyirlər.

Hoda Əhməd, Moohyun Woo, Raynald Gauvin, George Demopoulos, Jinhyuk Lee və həmkarlarının “Nature Communications” jurnalında “Nüvələşməni təşviq edən və nizamsız qaya duzu Li-ion katod materiallarının böyüməsini məhdudlaşdıran sintezi” nəşr olundu.

Daha çox məlumat: Hoda Əhməd və digərləri, nizamsız qaya duzu Li-ion katod materiallarının nüvələşməni təşviq edən və böyüməyi məhdudlaşdıran sintezi, Təbiət Əlaqələri (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60946-4

Jurnal məlumatı: Nature Communications McGill Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir