Lítium-iónovým batériám zvoní umieračik. Nový typ batérie sľubuje brutálny výkon

Výskumníci predstavili nový typ lítium-sírovej batérie, ktorá má vyššiu rýchlosť nabíjania a kapacitu ako bežné batérie.

bateria smartfonu
Zdroj: flickr.com (Martin Abegglen) (CC BY-SA 2.0)

Výskumníci predstavili pokroky v lítium-sírových batériách, ktoré prinášajú viaceré vylepšenia oproti tradičným lítium-iónovým batériám. Jeden typ batérii vylepšuje katódu, zatiaľ čo ten druhý prináša inovatívny pevný elektrolyt.  

O pokrokoch informuje portál Techspot. Výskumníci v rámci prvej štúdie popisujú batériu, ktorá obsahuje jedinečný pórovitý uhlíkový materiál s pridaným dusíkom. Tento materiál urýchľuje nabíjanie lítium-sírovej batérie. Materiál zároveň slúžil ako hostiteľ pre síru v rámci batérie. Výskumníci vysvetľujú, že takáto batéria vykazovala naozaj pozoruhodný výkon.  

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

Nová generácia batérii

Lítium-sírová batéria popisovaná v štúdii má o 1,6-násobok kapacity bežne používaných lítium-iónových batérií, pričom sa zároveň nabíja oveľa rýchlejšie. Pridanie dusíka do batérie jej zároveň umožnilo zachovať si 82% svojej kapacity po 1 000 nabíjacích cykloch.  

bateria
Zdroj: P5h / shutterstock.com

Na internete sa objavila aj nezávislá druhá štúdia, za ktorou stoja čínsky a nemeckí výskumníci. Tí v rámci svojho výskumu použili pevný elektrolyt, ktorý vyriešil pomalé chemické reakcie medzi iónmi lítia a elementálnou sírou. Nový inovatívny elektrolyt pripomína sklo a skladá sa z bóru, síri, lítia, fosforu a jódu.  

Práve prítomnosť jódu v pevnom elektrolyte je inovatívnou časťou výskumu. Jód má schopnosť rapídnej výmeny elektrónov, preto tento prvok slúži ako prostredník pri prenose elektrónov do síry a dramaticky akceleruje reakcie medzi elektródami.  

“Predpokladáme, že mobilita jódu v rámci elektrolytu môže fungovať ako vozidlo pre elektróny,” tvrdia výskumníci.  

Obe štúdie priniesli naozaj pozoruhodné výsledky, čo sa týka výkonu lítium-sírovej batérie. Ako sme už spomenuli vyššie, tento typ batérie možno nabíjať extrémne rýchlo. Autori štúdii vysvetľujú, že batéria bola plne nabitá približne za minútu. Lítium-sírová batéria si pritom udržala polovicu kapacity batérie, ktorá sa nabíjala 25-krát pomalšie.  

Keď lítium-sírovú batériu výskumníci nabíjali pomalšie, dokázala si udržať 80% kapacitu po viac ako 25-tisíc nabíjacích cykloch. Podotýkajú, že táto výdrž výrazne prevyšuje výdrž bežných lítium-iónových batérií, ktoré dosiahnu 80% kapacitu len po približne tisícke nabíjacích cyklov.  

Štúdie nám ukazujú, že lítium-sírové batérie sú o krok bližšie k praktickej implementácii. Jedna štúdia nám ukazuje potenciál týchto batérií v rámci rapídneho nabíjania, zatiaľ čo druhá štúdia nám ukazuje prekvapivú výdrž pri bežnejších rýchlostiach nabíjania.  

Lítium-iónovým batériám zvoní umieračik 

Nedávno sme informovali aj o úspechu spoločnosti Microvast Holdings, ktorá je globálnym lídrom vo vývoji batériových technológií. Spoločnosť predstavila prvú batériu so skutočne pevným elektrolytom, namiesto bežne používaného tekutého elektrolytu.  

Batérie s pevným elektrolytom sa označujú ako solid-state batérie a nová batéria nesie označenie ASSB, čo znamená All Solid-State Battery. Technológia využíva bipolárnu stackovaciu architektúru, ktorá dovoľuje interné prepojenia sérií v rámci jedného batériového článku. Bežne využívané lítium-iónové batérie a semi solid state batérie sú obmedzované tekutými elektrolytmi, ktoré operujú pri napätí od 3,2 do 3,7 voltov na článok.   

nov typ baterie
Zdroj: sdecoret / depositphotos.com

Oproti takýmto batériám ASSB technológia kompletne eliminuje tekuté elektrolyty. V praxi môže jeden článok dosiahnuť desiatky voltov napätia, no môže ísť aj vyššie, ak si to uplatnenie batérie vyžaduje. Bežne využívané batérie nedokážu za žiadnych okolností dosiahnuť také napätie, inak by sa rozpadli.   

Bipolárny dizajn výrazne znižuje počet prepojení medzi článkami, modulmi a jednotkami. Znamená to, že sa zjednodušuje celková architektúra systému a zvyšuje sa bezpečnosť a energetická efektivita. Microvast zároveň dokázal vyvinúť separátorovú membránu plne z pevného elektrolytu. Membrána nie je pórovitá a výskumníci ju vytvárali špecificky pre aplikáciu v solid state batériách.   

ASSB technológia prináša okrem jednoduchšieho dizajnu batérie aj viacero ďalších výhod. Vďaka nim by mohla nájsť množstvo uplatnení a transformovať priemysel. Viac o tomto type batérií môžeš nájsť v našom článku.  

Prihlás sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy

Komentáre