Une percée cruciale dans la technologie des batteries, qui a de profondes implications pour notre avenir énergétique, a été réalisée par une équipe de recherche commune dirigée par la City College of Hong Kong (CityU).
Le nouveau développement surmonte le défi persistant de la baisse de pressure et peut conduire à une capacité de stockage d’énergie considérablement additionally élevée.
Les batteries lithium-ion (LiB) sont largement utilisées dans les appareils électroniques, tandis que les oxydes en couches riches en lithium (Li) et en manganèse (LMR) constituent une classe prometteuse de cathodes pour les LiB en raison de leur capacité élevée et de leur faible coût. Cependant, le problème de longue day de la décroissance de stress entrave leur software.
Le professeur Ren Yang, professeur directeur et directeur du Département de physique (PHY), le professeur Liu Qi, PHY, et leur équipe ont abordé le problème en libérant le potentiel des matériaux cathodiques LMR. Au cours de leurs recherches, ils ont stabilisé la structure distinctive en nid d’abeille du matériau de la cathode, ce qui a permis d’obtenir des batteries as well as durables et plus efficaces. Leurs connaissances sont susceptibles de transformer la façon dont nous alimentons nos appareils et devraient faire passer le développement de matériaux cathodiques à haute énergie à l’étape suivante.
Cette recherche a été récemment publiée dans Mother nature Power intitulée « Une cathode d’oxyde en couches riche en Li avec une décroissance de tension négligeable ».
L’approche innovante de l’équipe s’est concentrée sur la stabilisation de la composition en nid d’abeille au niveau atomique. En incorporant des ions de métaux de transition supplémentaires dans le matériau de la cathode, l’équipe a renforcé la framework en nid d’abeille, ce qui a entraîné une décroissance de stress négligeable de seulement, 02 mV par cycle, la première fois qu’un matériau de cathode LMR présentant un si faible niveau de décroissance de tension a été signalé.
Grâce à des mesures et des calculs avancés à l’échelle atomique, l’équipe a découvert que ces ions de métaux de transition intercouches agissent comme un « capuchon » au-dessus ou au-dessous de la construction en nid d’abeilles, empêchant la migration des cations et maintenant la stabilité. La structure est restée intacte même à des tensions de coupure élevées et tout au extensive du cycle, garantissant ainsi l’intégrité structurelle des batteries.
« Notre travail a résolu le problème de décroissance de tension dans la cathode LMR, avec une capacité presque deux fois supérieure à celle des matériaux cathodiques largement utilisés, ouvrant ainsi la voie à des answers de stockage d’énergie furthermore puissantes et as well as durables », a déclaré le professeur Liu.
Ces découvertes offrent un grand potentiel pour diverses purposes, de l’alimentation des véhicules électriques à l’électronique moveable. La prochaine étape consiste à intensifier le processus de fabrication pour la manufacturing de batteries à grande échelle.
Les premiers auteurs de l’article sont le Dr Luo Dong, postdoctorant, Yin Zijia, doctorant de CityU PHY, le Dr Zhu He de l’Université des sciences et systems de Nanjing (ancien postdoctorant de CityU PHY) et le Dr Xia Yi de l’Université Northwestern/Université d’État de Portland, NOUS. Les auteurs correspondants sont le professeur Ren, le professeur Liu, le professeur Lu Wenquan du Laboratoire countrywide d’Argonne, aux États-Unis, et le professeur Christopher M. Wolverton de la Northwestern College. Parmi les autres collaborateurs figurent des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences, de l’Université Tsinghua et de l’Université de Lanzhou.
