Izotopy litu jako „odcisk palca” starzenia baterii: BAM zmierzył rozdział litu-6 i litu-7 w elektrodach spektrometrią mas z profilowaniem głębokościowym
Niemiecki federalny instytut badań i testowania materiałów BAM opisał 9 września 2026 r. metodę diagnozowania starzenia ogniw litowo-jonowych na podstawie rozkładu izotopów litu-6 i litu-7 w elektrodach. W cyklowanych ogniwach lit-6 gromadzi się przy anodzie, a katoda wzbogaca się w lit-7; ślady izotopowe wiążą się ze spadkiem pojemności.
- Badano ogniwa z katodą z tlenku litowo-niklowo-manganowo-kobaltowego (NMC) i anodą grafitową. Według BAM lit-6 zaczął się gromadzić przy anodzie już po pierwszych cyklach ładowania; po kolejnych 280 cyklach efekt się nasilił, katoda miała wyraźnie podwyższoną zawartość litu-7, a pojemność ogniw spadała.
- Pomiar umożliwiła wysokorozdzielcza spektrometria mas, która pozwoliła wyznaczyć rozkład izotopów warstwa po warstwie przez całą grubość elektrod. Według streszczenia wersji wstępnej pracy w ChemRxiv była to spektrometria mas z wyładowaniem jarzeniowym (GD-MS) z profilowaniem głębokościowym stosunku ⁷Li/⁶Li w elektrodach ogniw guzikowych NMC111||grafit na określonych etapach cyklu życia.
- Według tego streszczenia nowe elektrody mają jednorodny stosunek izotopów, a w cyklowanych stopień rozdziału zależał od szybkości ładowania; sygnatury izotopowe korelowały z zanikiem pojemności. Autorzy widzą w mapowaniu izotopów litu czułe narzędzie do śledzenia degradacji elektrod i zmian warstw międzyfazowych elektroda–elektrolit.
- Pracę wykonano we współpracy z Nu Instruments Ltd. (Wielka Brytania) i Instytutem Leibniza IFW w Dreźnie; ukazała się w ACS Energy Letters (tom 11, s. 2851–2857, 2026). Według BAM starzenie można by w przyszłości śledzić wcześniej, zanim ujawni się jako spadek pojemności.