บทนำ: ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จในการวิจัยแบตเตอรี่ลิเธียม: โดยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ “การหดตัวจากความร้อน” ของวัสดุแคโทดแมงกานีสที่อุดมด้วยลิเธียม พวกเขาประสบความสำเร็จในการฟื้นฟูประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพ เทคโนโลยีนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ สำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นต่อไปที่มีความทนทานและชาญฉลาดมากขึ้น
การค้นพบหลัก
นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีและวิศวกรรมวัสดุหนิงโป สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน สังเกตว่าวัสดุแคโทดแมงกานีสที่อุดมด้วยลิเธียมมีการหดตัวของโครงสร้างเมื่อถูกความร้อน คุณสมบัตินี้ช่วยขจัดความเครียดภายในที่สะสมในระหว่างการเสื่อมสภาพของวัสดุ ทำให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่กลับสู่สภาพเดิม การค้นพบนี้ช่วยแก้ไขปัญหาประสิทธิภาพที่ลดลงซึ่งเกิดจากโครงสร้างคริสตัลที่ไม่เป็นระเบียบของวัสดุที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน
ข้อได้เปรียบทางเทคนิค
การฟื้นฟูโครงสร้าง: ในระหว่างการหดตัวจากความร้อน การจัดเรียงอะตอมจะจัดเรียงใหม่ ขจัดความผิดเพี้ยนของโครงสร้างที่เกิดจากการเสื่อมสภาพ และฟื้นฟูประสิทธิภาพการปลดปล่อยพลังงาน
ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้น: วัสดุที่มีแมงกานีสเป็นส่วนประกอบหลักที่อุดมด้วยลิเธียมให้ความจุในการคายประจุ 300 mAh/g ซึ่งสูงกว่าวัสดุลิเธียมไอออนฟอสเฟตและวัสดุสามองค์ประกอบที่มีอยู่ ซึ่งอาจช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ได้ถึง 30%
ข้อได้เปรียบด้านต้นทุน: ต้นทุนวัตถุดิบต่ำกว่าวัสดุสามองค์ประกอบและเทียบเท่ากับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต
แนวโน้มการใช้งาน
เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ได้โดยตรงกับสถานการณ์ที่มีความต้องการระยะทางสูง เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและเครื่องบินไฟฟ้า คาดว่าจะเพิ่มอายุการใช้งานของรอบการชาร์จ-คายประจุของแบตเตอรี่เป็นสองเท่า ซึ่งช่วยแก้ไขปัญหา ‘ความวิตกกังวลเกี่ยวกับระยะทาง’ ของแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีอยู่
ความสำเร็จนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 16 เมษายน 2025 ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงของประเทศจีน