Исследователи обнаружили, что марганец может вызывать дефекты в аккумуляторах, что может сократить срок службы электромобилей.

Новости инженерии электромобилей

Опубликовано 23 августа 2026 года Николь Уиллинг; отнесено к категориям Новости и Технологии.

Хотя батареи с высоким содержанием никеля без кобальта, такие как батареи с никелевым ядром, покрытым марганцем, стали потенциальным решением для увеличения дальности поездки электромобилей при снижении зависимости от дорогих критически важных минералов, исследования показывают, что воздействие воздуха на предшественники материалов батарей может вызвать тонкие химические изменения, которые впоследствии ускоряют их разрушение.

Исследование, проведенное в Университете Ханян в Южной Корее, показало, что воздействие воздуха на предшественники материалов батарей изменяет химическую структуру марганца, создавая реактивные поверхностные дефекты, которые ускоряют разрушение электролита и могут значительно сократить срок службы этих батарей следующего поколения.

По словам исследовательской группы во главе с профессором Джин Хо Бангом и докторантом ДжинХа Сим, корректировка содержания лития в процессе синтеза может снизить количество таких дефектов и восстановить стабильность, что поможет производителям создавать более долговечные и высокоэнергетические аккумуляторы для будущих электромобилей.

Результаты исследования были опубликованы в 19-м томе, 12-м номере журнала Energy and Environmental Science.

Команда отметила, что марганец может неожиданно стать причиной нестабильности в определенных условиях производства. Хранение предшественников материалов в зонах с доступом воздуха приводит к окислению марганца на поверхности частиц, что в свою очередь вызывает образование дефектных участков, насыщенных марганцевыми соединениями с «искажением по закону Яна-Теллера». Такие искаженные поверхности становятся чрезвычайно реактивными, что приводит к разложению электролита, растворению переходных металлов и вредным реакциям с графитовым анодом. Этот скрытый дефект может почти вдвое ускорить снижение емкости в батарейных системах, богатых никелем, во время длительных тестов циклирования батарей.

«Мы обнаружили, что оболочка, богатая марганцем, которую обычно используют для защиты катодов с высоким содержанием никеля, может вместо этого стать катализатором их разрушения, если химия предшественников не контролируется тщательно», — объяснил профессор Банг. «Даже небольшие изменения в условиях хранения предшественников могут существенно повлиять на стабильность аккумулятора».

Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи предлагают увеличить количество избыточного лития в процессе синтеза, что может подавить образование дефектных поверхностных фаз и восстановить стабильные связи между марганцем и кислородом. Такие модифицированные катоды смогут сохранять более 90% своей емкости, что повысит их долговечность.

«Наши результаты показывают, что даже незначительные изменения в истории происхождения прекурсоров могут иметь серьезные последствия для характеристик аккумуляторов, поэтому управление прекурсорами является важным фактором при массовом производстве», — добавил профессор Банг. Вместо использования дорогостоящих покрытий или кардинальной переработки производственных линий тщательный контроль за обработкой прекурсоров и стехиометрией лития может стать более экономичным путем к созданию более долговечных аккумуляторов.

Исследования показали, что такие улучшения в конечном итоге могут привести к электромобилям с более длительным сроком службы аккумуляторов, а также способствовать повышению надежности крупномасштабных систем хранения энергии, которым в будущем понадобятся стабильные аккумуляторы высокой емкости для применения в сфере возобновляемой энергетики.

Источник: Университет Ханянг ERICA

Создать учетную запись. Уже зарегистрированы? Войти

Виртуальная конференция по инженерии электромобилей: вход бесплатный

Не пропустите нашу следующую виртуальную конференцию 14–17 сентября 2026 года.

Зарегистрируйтесь на бесплатные вебинары ниже, чтобы забронировать место и посмотреть их в прямом эфире или по запросу.

ЗАГЛУЖИТЬ БОЛЬШЕ ЗАНЯТИЙ