Introduzione: Un team di scienziati cinesi ha ottenuto una svolta nella ricerca sulle batterie al litio: sfruttando la proprietà di “contrazione indotta dal calore” dei materiali catodici al manganese ricchi di litio, hanno ripristinato con successo le prestazioni delle batterie invecchiate. Questa tecnologia offre nuove prospettive per lo sviluppo di batterie al litio di nuova generazione più durevoli e intelligenti.
Scoperta Fondamentale
I ricercatori del Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, hanno osservato che i materiali catodici al manganese ricchi di litio subiscono una contrazione strutturale quando riscaldati. Questa proprietà elimina le sollecitazioni interne accumulate durante l'invecchiamento del materiale, ripristinando la tensione della batteria al suo stato iniziale. Questa scoperta affronta il degrado delle prestazioni causato dalla struttura cristallina disordinata dei materiali attivi all'ossigeno dopo un uso prolungato.
Vantaggi Tecnici
Ripristino Strutturale: Durante la contrazione termica, le disposizioni atomiche si riordinano, eliminando le distorsioni del reticolo causate dall'invecchiamento e ripristinando l'efficienza di rilascio dell'energia.
Maggiore Densità Energetica: I materiali a base di manganese ricchi di litio raggiungono una capacità di scarica di 300 mAh/g, superando i materiali esistenti al litio ferro fosfato e ternari, aumentando potenzialmente la densità energetica della batteria del 30%.
Vantaggio di Costo: I costi delle materie prime sono inferiori ai materiali ternari e paragonabili alle batterie al litio ferro fosfato.
Prospettive Applicative
Questa tecnologia può essere applicata direttamente a scenari ad alta richiesta come veicoli elettrici e aerei elettrici. Si prevede che raddoppierà la durata del ciclo di carica-scarica della batteria, affrontando il problema dell'‘ansia da autonomia’ delle batterie al litio esistenti.
Questo risultato è stato pubblicato sulla rivista Nature il 16 aprile 2025, segnando una svolta significativa nella ricerca e sviluppo cinese di batterie al litio ad alta densità energetica.