Sự suy giảm dung lượng pin giảm gần 50% nhờ cải tiến cực dương.

Các nhà nghiên cứu tại Skoltech ở Nga đã phát triển một vật liệu catốt cải tiến cho pin lithium-ion bằng cách pha tạp một lượng nhỏ (0,5% mol) oxit tantali (Ta₂O₅). Sự điều chỉnh này làm giảm đáng kể tốc độ suy giảm dung lượng pin mỗi chu kỳ gần 50%, từ đó nâng cao tuổi thọ pin. Đột phá này giải quyết một thách thức chính trong các catốt oxit lớp giàu niken, vốn lưu trữ nhiều năng lượng hơn nhưng lại xuống cấp nhanh hơn do hình thành các vết nứt trong quá trình sạc và xả lặp đi lặp lại. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra cấu trúc gradient nồng độ trong các hạt catốt, với hàm lượng niken cao nhất ở trung tâm và tăng dần các chất ổn định mangan và coban về phía bề mặt. Họ đã phát triển một mô hình toán học tính đến hình dạng và kích thước hạt để tối ưu hóa gradient này và tổng hợp ba loại cấu trúc gradient được xác thực qua các thí nghiệm. Để duy trì gradient này trong quá trình pha tạp lithium ở nhiệt độ cao, việc bổ sung oxit tantali là rất quan trọng. Tantali tập trung ở bề mặt các tinh thể, tạo thành một lớp mỏng giàu tantali ngăn chặn sự khuếch tán kim loại chuyển tiếp và...