Čínsky vedci vyvinuli „kokteil“, ktorý dokáže oživiť mŕtve lítium-iónové batérie
Vedcom sa podarilo vyvinúť „Kokteil“, ktorý dokáže oživiť degradované lítium-iónové batérie.
Nie je žiadnym tajomstvom, že lítium-iónové batérie postupne degradujú. K ich postupnému znehodnoteniu dochádza najmä v dôsledku rastu vrstvy pevného elektrolytu (SEI) na anóde. Táto vrstva sa tvorí pri nabíjaní a vybíjaní batérie a zohráva dôležitú úlohu pri jej stabilite. Postupom času však spotrebováva voľné lítiové ióny, čo znižuje kapacitu batérie a zvyšuje jej vnútorný odpor. Okrem toho dochádza k degradácii elektród, pričom aktívne materiály sa opotrebovávajú a strácajú svoju schopnosť efektívne ukladať a uvoľňovať lítium.
Zdá sa však, že vedci našli riešenie, ako poškodené batérie znovu oživiť. Čínski vedci z Fudan University vyvinuli metódu na obnovu a predĺženie životnosti lítium-iónových batérií, čím môžu znížiť elektronický odpad a zvýšiť ich udržateľnosť. Na tému upozornil server english.news.cn.
„Kokteil“, ktorý dokáže oživiť lítium-iónové batérie
Ako už bolo spomenuté, strata účinnosti batérie nastáva v dôsledku degradácie elektród a chemických vedľajších reakcií. Vedcom sa však podarilo vytvoriť špeciálnu molekulu nosiča lítia, ktorú možno vstreknúť do degradovanej batérie na doplnenie stratených iónov.
K tejto molekule sa dopracovali aj vďaka využitiu umelej inteligencie a strojového učenia, ktoré im umožnili analyzovať rozsiahle databázy z oblasti organickej chémie, elektrochémie a materiálového inžinierstva.
Vedci syntetizovali lítiovú nosnú molekulu – LiSO₂CF₃ (lítium trifluórmetánsulfinát), ktorá funguje ako „precízny liek“ na obnovu batérií. Do degradovanej batérie sa pridá elektrolytický roztok obsahujúci LiSO₂CF₃. Pri aplikácii napätia sa táto zlúčenina rozkladá a uvoľňuje lítiové ióny, ktoré sa reintegrujú do elektródového materiálu, čím obnovujú kapacitu batérie. Pri rozklade zároveň vznikajú plyny (SO₂, HCF₃, C₂F₆), ktoré sa prirodzene uvoľnia, ak je batéria navrhnutá na odvetrávanie.
Neprehliadni
Výsledky testov ukázali, že životnosť batérií sa predĺžila z bežných 1 500 cyklov až na 12 000 cyklov. Po 11 818 cykloch stratila batéria iba 4 % výkonu, čo znamená, že v prípade elektromobilov by mohla vydržať až 18 rokov pri dvojitom dennom nabíjaní (bežné EV batérie strácajú 30 % výkonu už po 2,7 roka).
Táto technológia sa však nedá využiť pri všetkých existujúcich batériách. Dôvodom je, že si vyžaduje batérie navrhnuté na dopĺňanie elektrolytu a odvetrávanie plynov, čo môže byť problém pri spotrebnej elektronike.
Dnes je preto otázne, či si táto technológia nájde uplatnenie v bežných spotrebiteľských zariadeniach. Vedci však tvrdia, že v priemysle má veľký potenciál. Môže totiž znížiť náklady a ekologický dopad, najmä vo veľkokapacitných úložiskách energie, kde je dôležité maximalizovať využiteľnosť drahých batériových systémov.
