Nowa technologia baterii: przełom w południowokoreańskim laboratorium obiecuje większą gęstość energii i żywotność

Według Advanced Science, podstawową zasadą nowego systemu opracowanego przez południowokoreańskich naukowców jest struktura IEE (interlocking electrode-electrolyte), w której elektroda i elektrolit są ze sobą trwale połączone. W przeciwieństwie do konwencjonalnych, warstwowych ogniw litowo-jonowych, to ścisłe zazębienie zapobiega osłabieniu strukturalnemu spowodowanemu cyklami ładowania.

Wysoka wydajność baterii we wstępnych testach

W testach laboratoryjnych, prototypowe ogniwa opracowane z wykorzystaniem struktury IEE osiągnęły grawimetryczną gęstość energii na poziomie 403,7 Wh/kg i gęstość objętościową 1300 Wh/L. Wartości te są znacznie wyższe niż w przypadku obecnych akumulatorów szeregowych, takich jak ogniwo Tesla 4680 (241 Wh/kg, 643 Wh/L).

Przydatność dla anod krzemowych

Kluczową zaletą struktury IEE jest jej przydatność dla anod krzemowych. Teoretycznie krzem może przechowywać około dziesięć razy więcej jonów litu niż grafit, ale cierpi z powodu znacznych zmian objętości podczas ładowania, co poważnie ograniczyło jego dotychczasową żywotność. Stałe wiązanie w konstrukcji IEE stabilizuje anodę i absorbuje te naprężenia, co może sprawić, że wykorzystanie krzemu jako materiału aktywnego stanie się bardziej praktyczne.

Technologia na skalę laboratoryjną

Pomimo wysokiej wydajności, technologia ta jest obecnie nadal ograniczona do skali laboratoryjnej. Produkcja wymaga nowych procesów materiałowych, co sprawia, że przeniesienie jej na przemysłowe linie produkcyjne jest skomplikowane i kosztowne. Prawdopodobnie konieczne będzie zatem kilka lat prac rozwojowych, zanim możliwe będzie zastosowanie komercyjne.

Ogromny potencjał dla technologii baterii

Jeśli jednak technologia IEE stanie się powszechna, może znacznie zwiększyć zawartość energii i żywotność baterii. Miałoby to daleko idące konsekwencje nie tylko dla pojazdów elektrycznych, ale także dla smartfonów, laptopów i stacjonarnych urządzeń magazynujących, zwłaszcza w czasach, gdy producenci coraz częściej szukają sposobów na jednoczesną poprawę zasięgu, cykli ładowania i zrównoważonego rozwoju.