はじめに：中国の科学者チームが、リチウム電池の研究でブレークスルーを達成しました。リチウムリッチマンガン正極材料の「熱誘起収縮」特性を利用することで、劣化バッテリーの性能を回復させることに成功しました。この技術は、より耐久性がありインテリジェントな次世代リチウム電池の開発に新たな洞察を提供します。
主要な発見
中国科学院寧波材料技術・工学研究所の研究者たちは、リチウムリッチマンガン正極材料が加熱時に構造収縮を起こすことを観察しました。この特性により、材料の経年劣化中に蓄積された内部応力が解消され、バッテリー電圧が初期状態に回復します。この発見は、長期間の使用後に酸素活性材料の結晶構造が乱れることによって引き起こされる性能劣化に対処します。
技術的優位性
構造回復：熱収縮中に原子配列が再配置され、経年劣化による格子歪みが解消され、エネルギー放出効率が回復します。エネルギー密度の向上：リチウムリッチマンガン系材料は、300 mAh/gの放電容量を達成し、既存のリチウムイオンリン酸鉄や三元系材料を上回り、バッテリーのエネルギー密度を最大30%向上させる可能性があります。
コスト上の利点：原材料コストは、三元系材料よりも低く、リチウムイオンリン酸鉄電池と同程度です。
応用展望
この技術は、電気自動車や電動航空機など、高い航続距離が求められるシナリオに直接適用できます。バッテリーの充放電サイクル寿命を2倍にすることが見込まれ、既存のリチウム電池の「航続距離不安」問題を解決します。
この成果は、2025年4月16日にNature誌に掲載され、中国における高エネルギー密度リチウム電池の研究開発における重要なブレークスルーとなりました。