Mokslininkai nagrinėja kelis ateities akumuliatorių tipus, kurie galėtų pakeisti ličio jonų. Vienas iš jų – ličio metalo baterijos, kurių puikus energijos tankis galėtų užtikrinti didesnį įveikiamą atstumą elektromobiliams ir aerotaksi.
Tyrėjų grupė JAV gerokai pasistūmėjo šia kryptimi, sukūrusi ličio metalo bateriją, atlaikančią rekordiškai daug įkrovimo ir iškrovimo ciklų. Kitas tikslas — padidinti šios baterijos energijos tankį iki ličio jonų akumuliatoriams nepasiekiamų 500 W·h/kg.
Ličio metalo elementai nuo ličio jonų skiriasi tuo, kad juose anodas ne grafitinis, o iš gryno metalinio ličio, galinčio sukaupti 10 kartų daugiau energijos. Tačiau ne viskas taip paprasta – kyla ličio metalo akumuliatorių neilgaamžiškumo problema. Viena iš to priežasčių – apie anodą vykstančios sudėtingos reakcijos. Jos paveikia ant elektrodo esančią ploną plėvelę – kietojo elektrolito interfazę (SEI). Ši plėvelė kontroliuoja iš elektrolito tirpalo į anodą prasiskverbiančias molekules. Jos tyrimais užsiėmė Ramiojo vandenyno Šiaurės Vakarų Nacionalinės laboratorijos tyrėjai, pasakoja „New Atlas“.
„Daugelis galvoja, kad su storesniu ličio sluoksniu baterija veiks ilgiau, tačiau taip būna ne visada. Kiekvienos ličio metalo baterijos, priklausomai nuo jos energijos ir konstrukcijos, yra optimalus storis“, – paaiškino straipsnio bendraautorė Jie Xiao.
Mokslininkai anodui panaudojo itin plonas, daug plonesnes už žmogaus plauką, vos 20 mikronų pločio ličio juosteles. Maitinimo elemento su tokiu anodu energijos tankis buvo visai nemenkas: 350 W·h/kg. Geriausių dabartinių ličio jonų baterijų energijos tankis yra nuo 250 iki 300 W·h/kg.
Atliekant bandymus, tokia baterija išlaikė 76% talpos po rekordiškai daug – 600 – ciklų. Prieš porą metų ta pati tyrėjų grupė pademonstravo ličio metalo akumuliatorių, atlaikantį tik 200 ciklų. Mokslininkų nuomone, tokį progresą galima būtų paaiškinti tuo, kad plonesnės ličio juostelės suteikia geresnį SEI rodiklį.
Kita riba, kurią tikisi pasiekti mokslininkai – 500 W·h/kg energijos tankis.
Neseniai Harvardo mokslininkų komanda pranešė apie stabilios kietojo kūno baterijos su ličio anodu sukūrimą. Ją galima įkrauti bent 10 000 kartų – daug daugiau, nei kiti ličio metalo analogai. Naudojant tokius elementus, elektromobilių akumuliatorių tarnavimo laikas pailgės iki 10-15 metų, o naudojant stiprią srovę, visiškai jas įkrauti galima bus per 10-20 minučių.
hightech.plus
Paieška archyve
