Wprowadzenie: Zespół chińskich naukowców dokonał przełomu w badaniach nad bateriami litowymi: wykorzystując właściwość „kurczenia się pod wpływem ciepła” materiałów katodowych bogatych w lit i mangan, z powodzeniem przywrócili wydajność zużytym bateriom. Technologia ta oferuje nowe spojrzenie na rozwój trwalszych i inteligentniejszych baterii litowych nowej generacji.
Kluczowe Odkrycie
Naukowcy z Instytutu Technologii i Inżynierii Materiałowej w Ningbo, Chińskiej Akademii Nauk, zaobserwowali, że materiały katodowe bogate w lit i mangan ulegają kurczeniu strukturalnemu pod wpływem ciepła. Właściwość ta eliminuje naprężenia wewnętrzne nagromadzone podczas starzenia się materiału, przywracając napięcie baterii do stanu początkowego. Odkrycie to rozwiązuje problem degradacji wydajności spowodowanej nieuporządkowaną strukturą krystaliczną materiałów aktywnych tlenowo po długotrwałym użytkowaniu.
Zalety Techniczne
Przywrócenie Struktury: Podczas kurczenia termicznego następuje reorganizacja układów atomowych, eliminując zniekształcenia sieciowe spowodowane starzeniem i przywracając efektywność uwalniania energii.
Zwiększona Gęstość Energii: Materiały na bazie litu i manganu osiągają pojemność rozładowania 300 mAh/g, przewyższając istniejące fosforan litowo-żelazowy i materiały trójskładnikowe, potencjalnie zwiększając gęstość energii baterii o 30%.
Zaleta Kosztowa: Koszty surowców są niższe niż w przypadku materiałów trójskładnikowych i porównywalne z bateriami litowo-żelazowo-fosforanowymi.
Perspektywy Zastosowania
Technologia ta może być bezpośrednio zastosowana w scenariuszach wymagających dużego zasięgu, takich jak pojazdy elektryczne i samoloty elektryczne. Przewiduje się, że podwoi ona żywotność cyklu ładowania i rozładowania baterii, rozwiązując problem „lęku przed zasięgiem” istniejących baterii litowych.
Osiągnięcie to zostało opublikowane w czasopiśmie Nature 16 kwietnia 2025 roku, co stanowi znaczący przełom w chińskich badaniach i rozwoju baterii litowych o wysokiej gęstości energii.