Vedci hlásia míľnik v revolučných solid-state batériách, čoskoro ich môžeme vidieť na trhu!
Výskumníci dokázali po prvýkrát komerčne vyrobiť jedinečnú viacvrstvovú keramickú solid-state batériu.
Spoločnosť ION Storage Systems predstavila prvú úspešne vytvorenú viacvrstvovú keramickú solid-state batériu. Komerčná poloautomatizovaná produkcia tejto batérie predstavuje najnovší míľnik na ceste ku komercializácii tejto technológie, informuje PRNewswire.
Solid-state batérie sa líšia od bežne používaných lítium-iónových batérií tým, že namiesto tekutého elektrolytu používajú pevný elektrolyt. Sú teda bezpečnejšie a v prípade tejto konkrétnej batérie dokázali výskumníci zväčšiť kapacitu batérie až o 25-násobok. Počas testov sa životnosť batérie udržala vo vynikajúcom stave aj po tisíc nabíjacích cykloch.
“Existuje čoraz väčší dopyt po bezpečnejších, silnejších a plne recyklovateľných batériách. Spoločnosť ION je odhodlaná prostredníctvom svojej technológie tento dopyt naplniť. Úspešná produkcia našej viacvrstvovej solid-state batérie je významným krokom ku komercializácii tejto technológie. Sme nadšení, že sa nám podarilo dosiahnuť tento míľnik,” hovorí Jorge Diaz Schneider, CEO spoločnosti ION Storage Systems.
Komerčne dostupné solid-state batérie
Výskumníci postupom času prešli z jednovrstvového solid-state prototypu na viacvrstvové batériové články, ktoré sa môžu ukladať na seba. Zároveň treba spomenúť, že viacvrstvovú solid-state batériu výskumníci vyrobili s pomocou poloautomatizovanej linky a vybavenia, ktoré sa podobá na vybavenie pri výrobe typických lítium-iónových batérií.
Nová batéria by mohla nájsť široké spektrum uplatnenia, od priemyslu až po využitie spotrebiteľmi. Nová viacvrstvová keramická solid-state batéria ponúka výrazne vyššiu energetickú hustotu ako lítium-iónové batérie. V rámci výrobného procesu našli vedci spôsob, ako sa vyhnúť komplexnej kompresii batérie alebo použitiu zložitých chladiacich systémov.
Podarilo sa im vytvoriť batériu bez anódy, ktorá je výkonnejšia ako lítium-iónová batéria a jej výroba so sebou nesie menšiu uhlíkovú stopu. Zároveň výskumníci zdôrazňujú, že pri výrobe neobetovali prirodzene vyššiu bezpečnosť keramických solid-state batérií.
Neprehliadni
Nové typy batérií
Lítium-iónové batérie sú najpoužívanejšími batériami na trhu a používajú sa v drvivej väčšine zariadení, od smartfónov, notebookov, až po rôzne smart a nositeľné zariadenia. Lítium-iónové batérie však prirodzene degradujú a postupne strácajú svoju kapacitu.
Niet sa preto čo čudovať tomu, že výskumníci hľadajú nové typy batérií, ktoré by ideálne nedegradovali vôbec, alebo aspoň degradovali oveľa pomalšie. Rôzne koncepty už boli predstavené v nejednej vedeckej štúdii, no začiatkom tohto roka zaujala štúdia, ktorá predstavila koncept lítium-sírovej batérie. Tento typ batérie prináša viacerý vylepšenia oproti tradičným lítium-iónovým batériám. Výskumníci vydali dve štúdie, ktoré priniesli vylepšenia v odbore lítium-sírových batérií.
Jedno z vylepšení je 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.
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.
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.
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. Viac sa o týchto výskumoch môžeš dočítať v našom článku.
Komentáre