Kineski znanstvenici "podgrijavanjem" oporavljaju stare litij-ionske baterije
Otkriven je proces koji može propadanje karakteristika litij-ionskih baterija učiniti reverzibilnim pa tako ne samo oporaviti stare baterije već i dovesti do razvoja baterija koje s vremenom ne bi degradirale
Na kineskom institutu za tehnologije materijala i strojarstvo Ningbo (NIMTE) istraživači su pronašli način kako vratiti degradirani kapacitet litij-ionskih baterija, tj. ponovno im povećati energetsku gustoću i nakon što su one mnogo puta punjene i pražnjene. Svaki ciklus punjenja i pražnjenja, poznata je stvar, degradira sastav baterije i smanjuje joj iskoristivi kapacitet promjenom njezinog unutarnjeg kemijskog sastava.
"Iz nereda u nered"
U radu "Negativno toplinsko širenje i redoks elektrokemija kisika", objavljenome u časopisu Nature, tim znanstvenika opisuje metodu za oporavak starih baterija. Potrebno ih je, otkrili su, samo "podgrijati" na 150-200°C, što će izazvati poništavanje ranije nastalog toplinskog širenja. Pritom će se i kemijska struktura baterije promijeniti, odnosno vratiti u početno stanje prije smanjenja kapaciteta uslijed korištenja. U testiranjima je njihova metoda uspjela oporaviti gotovo 100% početne strukture.
Istraživači su otkrili pojavu negativne toplinske ekspanzije u slojevitim katodnim materijalima bogatim litijem, koji se skupljaju kada se zagrijavaju unutar temperaturnog raspona od 150-250°C. Takvo neuobičajeno ponašanje, suprotno onome što bi se očekivalo u uobičajenim termodinamičkim okolnostima, može se pripisati toplinski vođenim prijelazima "iz nereda u red". Preciznim podešavanjem kisikovih redoks reakcija, zagrijavanjem baterija pod 4-voltnim pulsevima električne energije, primijećeno je da se struktura baterije oporavlja, dajući ponovno napon koji je imala i kad je bila nova.
U radu je predstavljen i znanstveno robustan okvir predviđanja ponašanja materijala u ovim okolnostima, a autori kažu da bi to moglo "ponovno oživjeti" baterije u starim uređajima i pogotovo automobilima. Povrh toga, njihova otkrića o elektrokemijskim svojstvima materijala unutar baterija (koja se mogu fino podešavati na opisani način) mogla bi dovesti i do stvaranja baterija koje ne bi bile podložne toplinskoj ekspanziji tijekom ciklusa punjenja i pražnjenja, odnosno ne bi im karakteristike propadale s korištenjem.
