Forskere ved University of Tokyo har nylig gjort et stort gjennombrudd i sine eksperimenter ved å lykkes med å utvikle en ny type litium-ion-batterier som har evnen til å oppnå stabil lading og utlading i omtrent 1,000 sykluser uten bruk av kobolt . Dette resultatet ble publisert i den nye utgaven av tidsskriftet Nature - Sustainable Development.
Kobolt er et sjeldent metall med høy prislapp og usikkerheter som miljøforurensning. Som et resultat har forskere lenge lett etter måter å redusere eller fjerne etterspørselen etter kobolt i litium-ion-batterier. For tiden er et av de mer lovende katodematerialene litiumnikkelmanganat, som er preget av høy utgangsspenning, lave kostnader og miljøvennlighet.
For å overvinne manglene ved eksisterende teknologi, har et forskerteam ved University of Tokyo utviklet en ny elektrolytt. Denne elektrolytten kan holde reaksjonspotensialet til både de positive og negative elektrodene til litiumnikkel-manganatbatterier innenfor et område som ikke overskrider den øvre grensen for elektrolyttpotensialvinduet. Samtidig kan den også danne en sterk beskyttende film fra litiumsalter på overflaten av den negative elektroden, og overvinne problemer som fjerning av beskyttelsesfilmen fra elektrodeoverflaten og sprekkdannelse av den negative elektroden forårsaket av store volumendringer i den negative silisiumoksidelektroden som følger med lading og utlading.
Teamets nye design undertrykte også med suksess sidereaksjoner forårsaket av elektrolytten og elektrodene, noe som gjorde det mulig for det koboltfrie litium-ion-batteriet å oppnå en energitetthet som er 1,6 ganger større enn originalen. I eksperimenter lyktes dette batteriet med å oppnå stabil drift på et praktisk nivå, dvs. stabil lading og utlading i omtrent 1,000 sykluser, og oppnå et kapasitetsforhold på 80 % sammenlignet med den opprinnelige kapasiteten. Denne prestasjonen er et sentralt gjennombrudd for forskere ved University of Tokyo som har lykkes i å utvikle litium-ion-batterier med høy energitetthet og oppnå stabil lading og utlading uten bruk av kobolt.
Denne nye løsningen eliminerer ikke bare begrensningen av driftsspenningen til litium-ion-batterier, men utvider også retningen for fremtidig batteriutvikling. Dette viktige gjennombruddet forventes å fremme utviklingen av elektriske kjøretøy, elektroniske produkter og andre felt, redusere avhengigheten av knappe ressurser og redusere miljøforurensning. I fremtiden ser vi frem til tidlig kommersialisering av denne nye typen litium-ion-batterier.
[Kilde - Changjiang ikke-jernholdig nettverk].
