KAIST vyvíjí hybridní sodíkové baterie, hustota 247 Wh/kg nebo nabíjení za desítky sekund
24.4.2024, Milan Šurkala, aktualita
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) vyvinul nový typ sodíkových baterií, který nabízí vysokou hustotu i extrémně rychlé nabíjení. To je možné v řádu pouhých desítek sekund.
Sodíkové akumulátory vypadají být slibnou alternativou k těm lithiovým. Sice mají zpravidla mírně nižší energetickou hustotu než Li-Ion LFP, které samy o sobě v tomto ohledu na tom nejsou příliš dobře, nicméně jsou založeny na mnohem hojnějším (a tedy i levnějším) sodíku, mají zpravidla lepší odolnost vůči nižším teplotám, jsou také většinou hodně bezpečné. V Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) se nyní zaměřili na jejich další vylepšování, nicméně v tomto případě došlo k opravdu výrazným průlomům. Podařilo se jim totiž vyrobit něco s vlastnostmi mezi baterií a superkapacitorem.
Jejich hybridní akumulátor se skládá z anody, která využívá materiálů vhodnějších spíše pro baterie, zatímco katoda je z materiálů, které jsou vhodnější spíše u superkapacitorů. I proto je označuje jako Sodium-Ion Hybrid Energy Storages (SIHES). Celé to naštěstí funguje dohromady a výsledky jsou vskutku hodně zajímavé.
Zatímco běžně se energetické hustoty sodíkových akumulátorů Na-Ion pohybují pod hranicí 160 Wh/kg, novinka z dílen KAIST se chlubí hodnotou 247 Wh/kg. To už se dostáváme na hodnoty typické pro slušné akumulátory Li-Ion NCA nebo NMC (ne nejlepší, ale rozhodně ty dobré). Zajímavý je ale údaj o max. podávaném výkonu na jednotku hmotnosti. Tato hodnota totiž činí 34.748 W/kg a přímo ovlivňuje rychlost nabíjení a vybíjení. U běžných baterií se tyto hodnoty obvykle pohybují ve stovkách W/kg.
Tyto hodnoty ale neplatí současně. Nejvyšší hustota 247 Wh/kg dle grafu znamená podporu jen velmi pomalého nabíjení a vybíjení lehce pod 100 W/kg. Taková 300kg baterie by měla 74,1 kWh (247Wh/kg × 300kg), což je dost pro takový normální elektromobil, ale zvládla by nabíjení a vybíjení jen s necelými 30 kW. A to je málo pro oba směry. Naopak při nejrychlejším nabíjení/vybíjení 34.748 W/kg je hustota jen okolo 75 Wh/kg, takže 300kg baterka by sice zvládla nabíjení/vybíjení s 10,4 MW, ale pojala by jen 22,5 kWh. To by se zvládla nabít za pouhých 7,8 sekundy (teoreticky při udržení stále stejné rychlosti nabíjení).
Nejlepší kompromis pochopitelně nabízí někde uprostřed. Dle grafu vidíme, že pokud bychom se spokojili s nabíjením za 0,1 hodiny (6 minut), stále bychom byli někde okolo 200 Wh/kg. A to už je dost slušná hustota praktická pro nasazení v elektromobilu.
