Lepší výkon a dlhšia životnosť lítium-iónových batérií môže byť za rohom: Výskum kórejského inštitútu KIMM prináša sľubné výsledky
Autori novej štúdie prinášajú dizajn elektródy, ktorá zlepší spoľahlivosť, životnosť a výkon tradičných batérií.
Lítium-iónové batérie sa používajú v obrovskom množstve elektronických zariadení, no majú jednu nevýhodu. Postupom času degradujú a tým strácajú svoju kapacitu. Existuje niekoľko rôznych trikov, ako batériu šetriť a zabezpečiť čo najdlhšiu životnosť, no postupom času ju aj tak bude treba vymeniť.
Výskumníci z celého sveta sa pokúšajú vymyslieť vhodnú alternatívu pre lítium-iónové batérie alebo nájsť spôsob, ako predĺžiť životnosť už existujúcich technológií. Rovnakému problému sa venoval aj výskum z Kórejského strojárskeho a materiálového inštitútu KIMM. Vo svojej práci prinášajú dizajn elektródy, ktorá výrazne zlepšuje životnosť a výkon batérií, ktoré sa používajú v smartfónoch, laptopoch či elektromobiloch.
V rámci nového výskumu vytvorili novú technológiu, ktorá využíva štruktúru elektródy na zlepšenie výkonu a spoľahlivosti tradičných batérií. Na vytvorenie spoľahlivejšej a výkonnejšej batérie výskumníci navrhli dvojvrstvovú anódu, ktorá má drobné zárezy. Tie umožňujú aby boli drobné materiály s lepšou iónovou a elektrickou vodivosťou umiestnené medzi vysokokapacitné materiály.
Vo všeobecnosti sa pri výrobe lítium-iónových batérií využíva špeciálny mix pevných a kvapalných látok. Tento materiál sa potiera špeciálnymi nátermi a následne sa mix umiestni na celú elektródu. Jednotnosť tejto zmiešanej látky následne určuje výkon batérie. Čím hrubšia je elektróda, tým je nižšia energetická hustota a uniformnosť. V tomto prípade je ťažké udržať potrebný výkon v energeticky náročnom prostredí.
Autori výskumu však vďaka novej štruktúre elektródy našli spôsob, ako získať jednotnú stabilnú reakciu. Vďaka novému dizajnu si zároveň dokáže batéria udržať vysokú energetickú hustotu naprieč elektródou a to aj v prípade, ak je elektróda hrubšia. Ako vysvetľujú autori štúdie, nový dizajn pomáha zlepšiť výkon a životnosť tradičných lítium-iónových batérií.
Neprehliadnite
Vedecký tím aj naďalej pokračuje vo svojom výskume. V ďalších krokoch svojej vedeckej práce budú hľadať spôsoby, ako tento nový dizajn uplatniť v elektrických automobiloch či v robotike. Následne sa pokúsia tento koncept preniesť aj na menšie zariadenia, ako napríklad laptopy alebo smartfóny. Vedúci výskumu, Seungmin Hyun, však konštatuje, že výsledky novej štúdie ponúkajú efektívnu metódu pre predĺženie životnosti a výkonu lítium-iónových batérií.
Výkonnejšie batérie
Životnosť lítium-iónových batérií je problémom, ktorý sa najvýraznejšie prejavuje pri elektromobiloch. V roku 2020 sa Tesla pokúsila vyrobiť takzvanú „milión míľovú batériu“, ktorá by vozidlu umožnila prejsť milión míľ, než by stratila svoju funkčnosť. Slabá výdrž batérie je jedným z hlavných dôvodov, prečo ľudia zatiaľ elektromobilom nedôverujú.
Konceptu milión míľovej batérie sa venovali aj vedci z University of Stanford, ktorí našli spôsob, ako ho previesť do reality. V rámci svojho výskumu sa pozreli na jednotlivé články batérie a spôsob, akým sa každý opotrebúva inak. Ak by sa elektrický prúd dokázal prispôsobiť individuálnym podmienkam článkov, potom by mohla batéria ako celok prežiť oveľa dlhšie.
Komentáre