Εισαγωγή: Μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων πέτυχε μια ανακάλυψη στην έρευνα μπαταριών λιθίου: αξιοποιώντας την ιδιότητα της «θερμικής συστολής» των υλικών καθόδου πλούσιων σε λίθιο και μαγγάνιο, κατάφεραν να αποκαταστήσουν την απόδοση παλαιωμένων μπαταριών. Αυτή η τεχνολογία προσφέρει νέες ιδέες για την ανάπτυξη πιο ανθεκτικών και έξυπνων μπαταριών λιθίου επόμενης γενιάς.
Βασική Ανακάλυψη
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας και Μηχανικής Υλικών Ningbo, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, παρατήρησαν ότι τα υλικά καθόδου πλούσια σε λίθιο και μαγγάνιο υφίστανται δομική συστολή όταν θερμαίνονται. Αυτή η ιδιότητα εξαλείφει τις εσωτερικές τάσεις που συσσωρεύονται κατά την γήρανση του υλικού, αποκαθιστώντας την τάση της μπαταρίας στην αρχική της κατάσταση. Αυτή η ανακάλυψη αντιμετωπίζει την υποβάθμιση της απόδοσης που προκαλείται από την διαταραγμένη κρυσταλλική δομή των υλικών ενεργού οξυγόνου μετά από παρατεταμένη χρήση.
Τεχνικά Πλεονεκτήματα
Δομική Αποκατάσταση: Κατά τη διάρκεια της θερμικής συστολής, οι ατομικές διατάξεις αναδιατάσσονται, εξαλείφοντας τις παραμορφώσεις του πλέγματος που προκαλούνται από τη γήρανση και αποκαθιστώντας την απόδοση απελευθέρωσης ενέργειας.
Αυξημένη Πυκνότητα Ενέργειας: Τα υλικά με βάση το λίθιο και το μαγγάνιο επιτυγχάνουν χωρητικότητα εκφόρτισης 300 mAh/g, ξεπερνώντας τα υπάρχοντα φωσφορικού σιδήρου λιθίου και τριτοταγή υλικά, ενδεχομένως αυξάνοντας την πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας κατά 30%.
Πλεονέκτημα Κόστους: Το κόστος των πρώτων υλών είναι χαμηλότερο από τα τριτοταγή υλικά και συγκρίσιμο με τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου.
Προοπτικές Εφαρμογής
Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα σε σενάρια υψηλής ζήτησης, όπως ηλεκτρικά οχήματα και ηλεκτρικά αεροσκάφη. Προβλέπεται ότι θα διπλασιάσει τον κύκλο φόρτισης-εκφόρτισης της μπαταρίας, αντιμετωπίζοντας το ζήτημα της «ανησυχίας για την αυτονομία» των υπαρχουσών μπαταριών λιθίου.
Αυτό το επίτευγμα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature στις 16 Απριλίου 2025, σηματοδοτώντας μια σημαντική ανακάλυψη στην έρευνα και ανάπτυξη μπαταριών λιθίου υψηλής ενεργειακής πυκνότητας στην Κίνα.