Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο έκαναν πρόσφατα μια σημαντική ανακάλυψη στα πειράματά τους αναπτύσσοντας με επιτυχία έναν νέο τύπο μπαταρίας ιόντων λιθίου που διαθέτει την ικανότητα να επιτυγχάνει σταθερή φόρτιση και εκφόρτιση για περίπου 1,000 κύκλους χωρίς τη χρήση κοβαλτίου . Αυτό το αποτέλεσμα δημοσιεύτηκε στο νέο τεύχος του περιοδικού Nature - Sustainable Development.
Το κοβάλτιο είναι ένα σπάνιο μέταλλο με υψηλή τιμή και αβεβαιότητες όπως η περιβαλλοντική ρύπανση. Ως αποτέλεσμα, οι ερευνητές αναζητούν εδώ και καιρό τρόπους για να μειώσουν ή να αφαιρέσουν τη ζήτηση για κοβάλτιο στις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Επί του παρόντος, ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα υλικά καθόδου είναι το μαγγανικό λίθιο νικέλιο, το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή τάση εξόδου, χαμηλό κόστος και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Για να ξεπεραστούν οι ελλείψεις των υπαρχουσών τεχνολογιών, μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο ανέπτυξε έναν νέο ηλεκτρολύτη. Αυτός ο ηλεκτρολύτης μπορεί να διατηρήσει το δυναμικό αντίδρασης τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών ηλεκτροδίων των μπαταριών μαγγανικού λιθίου νικελίου εντός εύρους που δεν υπερβαίνει το ανώτερο όριο του παραθύρου δυναμικού ηλεκτρολύτη. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να σχηματίσει μια ισχυρή προστατευτική μεμβράνη από άλατα λιθίου στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου, ξεπερνώντας προβλήματα όπως η απογύμνωση της προστατευτικής μεμβράνης από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου και το ράγισμα του αρνητικού ηλεκτροδίου που προκαλείται από τις μεγάλες αλλαγές όγκου στο το αρνητικό ηλεκτρόδιο οξειδίου του πυριτίου που συνοδεύει τη φόρτιση και την εκφόρτιση.
Ο νέος σχεδιασμός της ομάδας κατέστειλε επίσης με επιτυχία τις πλευρικές αντιδράσεις που προκαλούνται από τον ηλεκτρολύτη και τα ηλεκτρόδια, επιτρέποντας στην μπαταρία ιόντων λιθίου χωρίς κοβάλτιο να επιτύχει ενεργειακή πυκνότητα 1,6 φορές μεγαλύτερη από την αρχική. Σε πειράματα, αυτή η μπαταρία κατάφερε να επιτύχει σταθερή λειτουργία σε πρακτικό επίπεδο, δηλαδή σταθερή φόρτιση και εκφόρτιση για περίπου 1,000 κύκλους και να επιτύχει αναλογία χωρητικότητας 80% σε σύγκριση με την αρχική χωρητικότητα. Αυτό το επίτευγμα είναι μια σημαντική ανακάλυψη για τους ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τόκιο, οι οποίοι κατάφεραν να αναπτύξουν μπαταρίες ιόντων λιθίου με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και να επιτύχουν σταθερή φόρτιση και εκφόρτιση χωρίς τη χρήση κοβαλτίου.
Αυτή η νέα λύση όχι μόνο εξαλείφει τον περιορισμό της τάσης λειτουργίας των μπαταριών ιόντων λιθίου, αλλά επεκτείνει επίσης την κατεύθυνση της μελλοντικής ανάπτυξης των μπαταριών. Αυτή η σημαντική σημαντική ανακάλυψη αναμένεται να προωθήσει την ανάπτυξη ηλεκτρικών οχημάτων, ηλεκτρονικών προϊόντων και άλλων τομέων, να μειώσει την εξάρτηση από σπάνιους πόρους και να μειώσει τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Στο μέλλον, προσβλέπουμε στην πρώιμη εμπορευματοποίηση αυτού του νέου τύπου μπαταρίας ιόντων λιθίου.
[Πηγή - Δίκτυο μη σιδηρούχων Changjiang].
