Изследователи от Токийския университет наскоро направиха голям пробив в своите експерименти, като успешно разработиха нов тип литиево-йонна батерия, характеризираща се с възможност за постигане на стабилно зареждане и разреждане за около 1 000 цикъла без използването на кобалт . Този резултат е публикуван в новия брой на списание Nature - Sustainable Development.
Кобалтът е рядък метал с висока цена и несигурност като замърсяването на околната среда. В резултат на това изследователите отдавна търсят начини да намалят или премахнат търсенето на кобалт в литиево-йонните батерии. В момента един от най-обещаващите катодни материали е литиево-никеловият манганат, който се характеризира с високо изходно напрежение, ниска цена и екологичност.
За да преодолее недостатъците на съществуващите технологии, изследователски екип от Токийския университет разработи нов електролит. Този електролит може да поддържа реакционния потенциал както на положителните, така и на отрицателните електроди на литиево-никеловите манганатни батерии в диапазон, който не надвишава горната граница на прозореца на електролитния потенциал. В същото време той може също така да образува силен защитен филм от литиеви соли върху повърхността на отрицателния електрод, преодолявайки проблеми като отстраняване на защитния филм от повърхността на електрода и напукване на отрицателния електрод, причинено от големите промени в обема отрицателният електрод от силициев оксид, който придружава зареждането и разреждането.
Новият дизайн на екипа също така успешно потиска страничните реакции, причинени от електролита и електродите, позволявайки на литиево-йонната батерия без кобалт да постигне енергийна плътност 1,6 пъти по-голяма от оригиналната. При експерименти тази батерия успя да постигне стабилна работа на практическо ниво, т.е. стабилно зареждане и разреждане за около 1 000 цикъла и постигане на съотношение на капацитет от 80% в сравнение с първоначалния капацитет. Това постижение е ключов пробив за изследователите от Токийския университет, които успяха да разработят литиево-йонни батерии с висока енергийна плътност и да постигнат стабилно зареждане и разреждане без използването на кобалт.
Това ново решение не само премахва ограничението на работното напрежение на литиево-йонните батерии, но и разширява посоката на бъдещото развитие на батериите. Очаква се този важен пробив да насърчи развитието на електрически превозни средства, електронни продукти и други области, да намали зависимостта от оскъдните ресурси и да намали замърсяването на околната среда. В бъдеще очакваме ранното комерсиализиране на този нов тип литиево-йонна батерия.
[Източник - Changjiang non-ferrous network].
