Прорив. Учені знайшли спосіб збільшити термін життя літій-іонних батарей удвічі

Вчені з Китаю і США домоглися вражаючого прориву в технології зберігання енергії.

Завдяки спільній роботі Інституту матеріалознавства та інженерії Нінбо і Чиказького університету вдалося досягти майже повного відновлення напруги в літій-іонних акумуляторах, що старіють. Розробка може стати основою для продовження терміну служби батарей удвічі, що особливо актуально на тлі зростання популярності електромобілів і переходу до стійких джерел енергії.

Ключовим елементом цього досягнення стало створення катодного матеріалу з нульовим тепловим розширенням. Раніше було відомо, що підвищення щільності зберігання енергії в акумуляторах спричиняє небажані структурні зміни, включно з втратою кисню і деформацією решітки, що призводить до деградації батареї і зниження напруги. Однак дослідники виявили, що за певних температур літій-вмісні оксиди можуть проявляти незвичайну поведінку: замість розширення вони стискаються, порушуючи звичні термодинамічні уявлення.

Вчені не тільки зафіксували цей феномен, а й навчилися керувати ним. Маніпулюючи активністю кисневих окисно-відновних реакцій, вони змогли точно налаштовувати коефіцієнт теплового розширення, досягаючи стану, за якого воно стає нульовим. Це дало змогу стабілізувати структуру катода, підвищити його стійкість і, як показали експерименти, повернути батареї практично повну вихідну напругу навіть після значного зносу.

Нова технологія передбачає застосування розумних підзарядок з використанням високовольтних імпульсів, які сприяють відновленню решітки та продовжують термін служби акумулятора. Це відкриття може істотно вплинути на майбутнє енергетики, забезпечивши більш довгострокове і надійне зберігання енергії як у побуті, так і на промисловому рівні.