Raziskovalci na Univerzi v Tokiu so nedavno naredili velik preboj v svojih poskusih z uspešnim razvojem nove vrste litij-ionske baterije, ki omogoča stabilno polnjenje in praznjenje za približno 1000 cikel brez uporabe kobalta . Ta rezultat je bil objavljen v novi številki revije Nature - Sustainable Development.
Kobalt je redka kovina z visoko ceno in negotovostmi, kot je onesnaževanje okolja. Posledično raziskovalci že dolgo iščejo načine za zmanjšanje ali odstranitev povpraševanja po kobaltu v litij-ionskih baterijah. Trenutno je eden bolj obetavnih katodnih materialov litijev nikelj manganat, ki ga odlikuje visoka izhodna napetost, nizka cena in prijaznost do okolja.
Da bi odpravili pomanjkljivosti obstoječih tehnologij, je raziskovalna skupina na Univerzi v Tokiu razvila nov elektrolit. Ta elektrolit lahko ohranja reakcijski potencial pozitivne in negativne elektrode litij-nikelj-manganatnih baterij v območju, ki ne presega zgornje meje okna potenciala elektrolita. Hkrati lahko tvori močno zaščitno folijo iz litijevih soli na površini negativne elektrode, s čimer premaga težave, kot sta odstranjevanje zaščitne folije s površine elektrode in razpoke negativne elektrode, ki jih povzročijo velike spremembe volumna v negativno elektrodo iz silicijevega oksida, ki spremlja polnjenje in praznjenje.
Nova zasnova ekipe je prav tako uspešno zatrla stranske reakcije, ki jih povzročajo elektrolit in elektrode, kar je omogočilo, da litij-ionska baterija brez kobalta doseže energijsko gostoto 1,6-krat večjo od prvotne. V poskusih je tej bateriji uspelo doseči stabilno delovanje na praktični ravni, to je stabilno polnjenje in praznjenje približno 1,000 ciklov in doseči razmerje kapacitete 80% v primerjavi z začetno kapaciteto. Ta dosežek je ključni preboj za raziskovalce na Univerzi v Tokiu, ki jim je uspelo razviti litij-ionske baterije z visoko energijsko gostoto in doseči stabilno polnjenje in praznjenje brez uporabe kobalta.
Ta nova rešitev ne le odpravlja omejitev delovne napetosti litij-ionskih baterij, ampak tudi širi smer prihodnjega razvoja baterij. Ta pomemben preboj naj bi spodbudil razvoj električnih vozil, elektronskih izdelkov in drugih področij, zmanjšal odvisnost od redkih virov in zmanjšal onesnaževanje okolja. V prihodnosti se veselimo zgodnje komercializacije te nove vrste litij-ionske baterije.
[Vir - Changjiang non-ferrous network].
