Специалисты из разных стран разработали уникальные материалы с нулевым тепловым расширением. Благодаря этому удалось почти полностью восстановить напряжение в стареющих аккумуляторах, что открывает путь к их многократному использованию.
Литий-ионные батареи с катодами на основе слоистых оксидов демонстрируют рекордную емкость — свыше 300 мА·ч/г. Однако со временем химические реакции вызывают деформацию кристаллической решетки и снижение напряжения, что сокращает срок службы устройств.
Ключевым решением стал феномен отрицательного теплового расширения: материал сжимается при нагреве до 150–250°C. Исследователи выяснили, что это связано с упорядочиванием структуры катода под воздействием температуры. Более того, процесс научились контролировать.
Технология, меняющая правила игры
«Точная настройка позволяет менять коэффициент теплового расширения, переводя его из положительного в нейтральное или отрицательное состояние», — подчеркнул Цю Бао, один из участников проекта.
Команда создала первую в мире катодную структуру с нулевым расширением, повысив ее стабильность. При подаче напряжения 4,0 В кристаллическая решетка перестраивается, возвращая материал в исходное состояние и восстанавливая напряжение на 98-100%.
Эти достижения могут стать основой для «умных» зарядных устройств, способных регенерировать батареи прямо во время эксплуатации. Это вдвое увеличит срок их службы, давая вторую жизнь не только аккумуляторам, но и электромобилям.
Интересно, что ранее исследователи обнаружили необычный способ улучшения батарей с помощью кукурузы, что подтверждает динамичное развитие отрасли.
