Секој ден со нов пробив на полето на батериите. Јапонските истражувачи од Националниот универзитет од Јокохама откриле ветувачка технологија за батерии со литиум манган оксид. Нивниот пристап користи манган во електродата за да создаде батерија со висока енергетска густина која е истовремено исплатлива и одржлива. Батеријата достигнува неверојатни 820 ват-часови по килограм густина на енергија без намалување на напонот, надминувајќи ги конвенционалните литиумски батерии кои обично се половина од густината.
Литиум-јонските батерии што ги напојуваат нашите телефони, лаптопи и електрични возила најчесто користат никел и кобалт во нивните катоди, што може да ги направи скапи и не сосема еколошки, со оглед на обемното ископување што им е потребно. Сепак, овој нов пробив ги заменува тие скапи метали со манган.
Според истражувањето објавено во ACS Central Science, наноструктурираните катоди на литиум манган оксид можат да постигнат одлична енергетска густина достигнувајќи 820 Wh/Kg. Тоа е конкурентно со денешните врвни катоди базирани на никел (околу 750 Wh/kg) и многу подобро од другите обиди за евтини алтернативи на литиум со само 500 Wh/kg.
Високата енергетска густина е само една предност. Овие катоди од манган, исто така, покажуваат извонредни способности за брзо полнење, што е голема предност за електричните возила каде што никој не сака да биде врзан за станица за полнење со часови. Згора на тоа, за разлика од некои други манган батерии, тие не страдаат од т.н. “распаѓање на напонот”. Распаѓањето на напонот е феномен каде што напонот се намалува со текот на времето, намалувајќи ги перформансите и одѕивот на електрониката. Тоа е вообичаено во материјалите базирани на манган.
Што се однесува до прашањето како истражувачите го решиле овој проблем, одговорот се сведува на контролирање на кристалната структура и фазните транзиции во литиум манган оксид во нановеличини. Со синтетизирање на наноструктурирана форма со моноклински слоевит домен, тие биле во можност да го стабилизираат материјалот во оптимална структура. Тој моноклински кристален распоред од редот на нановеличини е клучот што го овозможува вистинскиот потенцијал на манганот со високи перформанси како електрода на батеријата. Овозможува фазни транзиции што спречуваат структурно заглавување на катодата во состојба со низок капацитет.
Единствениот недостаток е тоа што манганот е прилично растворлив и може да се раствори со текот на времето во батеријата. Надминувањето на овој проблем останува предизвик, но истражувачите откриле дека може да се ублажи со користење на многу концентрирани електролити и литиум фосфатна обвивка.