झाओ झूकिंग

人民网北京4月18日电(记者赵竹青)在电动汽车续航焦虑日益凸显的今天，中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室传来振奋人心的消息：科研团队在国际上首次揭示了富锂锰基正极材料的“负热膨胀”特性，开创性地提出让老化电池“返老还童”的创新方法。成果于北京时间4月16日发表于国际顶级学术期刊《自然》。

लिथियम बैटरी के लिए सबसे संभावित कैथोड सामग्री के रूप में, लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित कैथोड सामग्री मौजूदा लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व को 30% से अधिक बढ़ा सकती है, जिसमें अल्ट्रा-हाई डिस्चार्ज अनुपात क्षमता 0 एमए घंटे प्रति ग्राम है, और साथ ही महत्वपूर्ण लागत लाभ हैं, और इलेक्ट्रिक वाहन रेंज की अड़चन को तोड़ने के लिए "कल के सितारे" के रूप में माना जाता है। हालांकि, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की प्रक्रिया में इस सामग्री के कारण होने वाला संरचनात्मक विकार बैटरी वोल्टेज के निरंतर क्षीणन की "उम्र बढ़ने" की जिद्दी बीमारी की ओर जाता है, जो लंबे समय तक इसकी औद्योगिकीकरण प्रक्रिया को प्रतिबंधित करता है।

इस दुविधा के सामने, Ningbo Institute of Materials की टीम ने अप्रत्याशित रूप से प्रयोग में पाया कि लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित कैथोड सामग्री गर्म होने पर "सिकुड़" जाएगी, "नकारात्मक थर्मल विस्तार" विशेषताओं को दिखाती है जो पारंपरिक पदार्थों के "थर्मल विस्तार और ठंड संकुचन" के बिल्कुल विपरीत हैं। आश्चर्यजनक रूप से, इस कैथोड सामग्री की ऑक्सीजन गतिविधि को समायोजित करके, थर्मल विस्तार के गुणांक को लचीले ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे यह सकारात्मक, शून्य और नकारात्मक के बीच स्विच कर सकता है।

इस संपत्ति के आधार पर, अनुसंधान दल ने "शून्य थर्मल विस्तार" के साथ एक कैथोड सामग्री तैयार की। तापमान में परिवर्तन होने पर इस नई कैथोड सामग्री में लगभग कोई मात्रा परिवर्तन नहीं होता है, और तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण लिथियम बैटरी के जीवन को छोटा करने की समस्या को हल करने की उम्मीद है, और अगली पीढ़ी के उच्च ऊर्जा लिथियम बैटरी प्रौद्योगिकी के विकास के लिए नई संभावनाएं प्रदान करता है।

अनुसंधान दल ने इलेक्ट्रोकेमिकल साधनों द्वारा उम्र बढ़ने वाली लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित बैटरी को "कायाकल्प" करने के लिए एक नई विधि भी विकसित की है: बैटरी को पूर्ण चार्ज (जैसे, 100% चार्ज) के बिना कई बार लगातार साइकिल चलाने की अनुमति देकर, बैटरी का औसत निर्वहन वोल्टेज 0% के करीब बहाल किया जा सकता है, और लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित कैथोड सामग्री की संरचनात्मक क्षति की मरम्मत की जा सकती है। यह खोज लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित बैटरी के जीवन को लम्बा करने के लिए एक नया विचार प्रदान करती है: चार्जिंग रणनीति को बुद्धिमानी से समायोजित करके, लिथियम समृद्ध मैंगनीज-आधारित कैथोड सामग्री की संरचनात्मक समस्याओं को नियमित रूप से मरम्मत की जा सकती है, जिससे बैटरी के सेवा जीवन में काफी वृद्धि होती है।

जर्नल नेचर के समीक्षकों ने टिप्पणी की: "ये शोध परिणाम न केवल बैटरी के क्षेत्र में बुनियादी वैज्ञानिक प्रगति को बढ़ावा देते हैं, बल्कि कार्यात्मक सामग्रियों के डिजाइन के लिए नए मार्गदर्शक सिद्धांत भी प्रदान करते हैं, जो महत्वपूर्ण अंतःविषय महत्व का है। ”