Giriş: Çinli bilim insanlarından oluşan bir ekip, lityum pil araştırmalarında bir atılım gerçekleştirdi: Lityum açısından zengin manganez katot malzemelerinin “ısı kaynaklı büzülme” özelliğinden yararlanarak, yaşlanmış pillerin performansını başarıyla geri kazandılar. Bu teknoloji, daha dayanıklı ve akıllı yeni nesil lityum piller geliştirme konusunda yeni içgörüler sunuyor.
Temel Keşif
Çin Bilimler Akademisi, Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendislik Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, lityum açısından zengin manganez katot malzemelerinin ısıtıldığında yapısal büzülmeye uğradığını gözlemlediler. Bu özellik, malzemenin yaşlanması sırasında biriken iç gerilmeleri ortadan kaldırarak pil voltajını ilk durumuna geri getirir. Bu keşif, uzun süreli kullanımdan sonra oksijen aktif malzemelerin düzensiz kristal yapısının neden olduğu performans düşüşünü ele almaktadır.
Teknik Avantajlar
Yapısal Onarım: Termal büzülme sırasında, atom düzenlemeleri yeniden düzenlenir, yaşlanmadan kaynaklanan kafes bozulmalarını ortadan kaldırır ve enerji salım verimliliğini geri kazandırır.
Geliştirilmiş Enerji Yoğunluğu: Lityum açısından zengin manganez bazlı malzemeler, 300 mAh/g'lik bir deşarj kapasitesine ulaşarak, mevcut lityum demir fosfat ve üçlü malzemeleri aşmakta ve potansiyel olarak pil enerji yoğunluğunu %30 artırmaktadır.
Maliyet Avantajı: Hammadde maliyetleri, üçlü malzemelerden daha düşüktür ve lityum demir fosfat pillerle karşılaştırılabilir.
Uygulama Beklentileri
Bu teknoloji, elektrikli araçlar ve elektrikli uçaklar gibi yüksek menzil talebi olan senaryolara doğrudan uygulanabilir. Mevcut lityum pillerin ‘menzil kaygısı’ sorununu ele alarak, pilin şarj-deşarj döngüsü ömrünü ikiye katlaması öngörülmektedir.
Bu başarı, 16 Nisan 2025'te Nature dergisinde yayınlanmış olup, Çin'in yüksek enerji yoğunluklu lityum pillerin araştırma ve geliştirme alanındaki önemli bir atılımını işaret etmektedir.