दक्षिण कोरिया में यूएनआईएसटी की एक टीम, जिसका नेतृत्व प्रोफेसर ह्योन जोंग ली कर रहे हैं, ने सिंगल-क्रिस्टल लिथियम निकल मैंगनीज ऑक्साइड (एलएनएमओ) कैथोड में आंतरिक दरार के कारण का पता लगाया है, जो उच्च-प्रदर्शन बैटरी में एक महत्वपूर्ण घटक है। उनका शोध, 11 अप्रैल, 2025 को एंगवेंडटे केमी इंटरनेशनल एडिशन में प्रकाशित हुआ, जो बैटरी स्थायित्व को बढ़ाने के लिए एक समाधान प्रदान करता है।
सिंगल-क्रिस्टल कैथोड, जबकि अनाज सीमाओं की कमी होती है जो इंटरग्रेनुलर क्रैकिंग का कारण बनती हैं, फिर भी तेजी से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान आंतरिक दरारों के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। टीम ने पाया कि असमान लिथियम-आयन प्रसार स्थानीयकृत तनाव पैदा करता है, जिससे दरारें तब आती हैं जब क्रिस्टल की ताकत से अधिक हो जाती है।
शोधकर्ताओं ने क्रिस्टल जाली में मैग्नीशियम को एक संरचनात्मक समर्थन के रूप में पेश किया, जो आयन प्रसार मार्गों के संकुचन को रोकता है और लिथियम-आयन गतिशीलता को बढ़ाता है, जिससे आंतरिक तनाव कम होता है। प्रायोगिक परिणामों ने पुष्टि की कि मैग्नीशियम-डोप्ड सिंगल-क्रिस्टल कैथोड ने तेजी से साइकिल चलाने के तहत महत्वपूर्ण स्थिरता दिखाई और दरार गठन को कम किया।
प्रोफेसर ली ने कहा, "यह अध्ययन सिंगल-क्रिस्टल कैथोड में यांत्रिक गिरावट तंत्र की स्पष्ट समझ प्रदान करता है।" प्रायोगिक और कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोण के एकीकरण ने उनकी संरचनात्मक अखंडता को बढ़ाने के लिए एक प्रभावी डिजाइन रणनीति स्थापित की है, जो अगली पीढ़ी की उच्च-प्रदर्शन बैटरी के व्यावसायीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।