Tesla liderliğinde elektrikli araç teknolojisi dünyada hızla yerini aldı ve ilerliyor. İçten yanma motorların aksine çevreye daha duyarlı olan elektrikli otomobiller yalnızca lityum iyon piller ile çalışıyor. Lityum iyon pillere ihtiyaç duyan bu elektrikli araçlar doğal olarak performansın çoğunu pillerden sağlıyor. Dolayısıyla piller ne kadar verimli olursa aracımızdan da o kadar verim sağlarız. Elektrikli aracın üzerinde durulan konu bu pilin ne kadar sürede tükendiği ve ne kadar sürede kendini şarj etmesidir.

Daha önceden de uzun süreli dayanabilen pil geliştirildi. POBTEK malzeme bilimi ve mühendisliği bölümü. Profesör Byoungwoo Kang ve Dr. Minkyung Kim ile Sungkyunkwan Üniversitesi Enerji Bilimi Bölümü’nden Profesör Won-Sub Yoon’un araştırma ekipleri, Li’nin şarj ve deşarjı sırasında ilk kez birlikte kanıtladılar.

Li-ion pillerin şarj ve deşarj sürelerini ayarlamak için bu güne kadar partikül boyutlarını küçülterek faydalanıldı. Partikül boyutunun küçülmesi hacimsel enerji yoğunluğunu düşürmesinin dezavantajıdır.

Bu konu üzerinde araştırma yapan ekip, şarj ve deşarj sırasında ara geçişte bir ara faz oluşumu olursa yüksek enerji yoğunluğunu kaybetmeyecek şekilde yüksek güç üreteceğini belirttiler.

6 Dakikada %90 Şarj

Şarj etme ve boşaltma sırasında yeni fazlar oluşturmak ve büyütme sürecinden geçen faz ayırt edici malzemeler söz konusu olduğunda, tek bir partikül içinde farklı hacimlere sahip iki faz bulunur. İki fazın arayüzünde birçok yapısal kusur ile sonuçlanır. Bu kusurlar, partikül içinde yeni bir fazın hızlı büyümesini engelleyerek hızlı şarj ve deşarjı engeller.

Araştırma ekibi tarafından geliştirilen yöntemde , iki faz arasındaki hacim değişiminin azalması yapısal bir tampon görevi gören ara faz başlatabilir. Ek olarak, bu tamponlama ara fazının, partikül içinde yeni bir fazın yaratılmasına ve büyümesine yardımcı olabileceği ve partiküldeki lityumun sokulma ve uzaklaştırılma hızını artırabileceği doğrulanmıştır.

Bu da, ara faz oluşumunun, çok sayıda partikülün oluştuğu elektrotta homojen bir elektrokimyasal reaksiyon oluşturarak hücrenin şarj ve deşarj hızını önemli ölçüde artırabildiğini kanıtladı. Sonuç olarak, araştırma ekibi tarafından sentezlenen Li-ion pil elektrotları altı dakikada% 90’a kadar şarj olur ve 18 saniyede% 54 boşalır, bu da yüksek güçlü Li-ion piller geliştirmek için umut verici bir işarettir.

Faz Geçişi: Şarj etme ve boşaltma sırasında lityumun yerleştirildiği ve yerinden çıktığı ve maddenin mevcut fazının yeni bir faza dönüştüğü bir süreç.