Galerie 2
Nový materiál pro anodu s pravidelnou strukturou má přinést rychlé nabíjení
Aktualita Ostatní

Nový materiál pro anodu s pravidelnou strukturou má přinést rychlé nabíjení

Milan Šurkala

Milan Šurkala

Vývoj nových akumulátorů probíhá na mnoha frontách, vyvíjí se anody, katody i elektrolyty. Výzkum na University of Twente v Nizozemí se podíval na anodu a nové materiály, které přináší vyšší rychlosti nabíjení i životnost.

Reklama

Li-Ion akumulátor zdaleka není jedna věc s pevně daným složením. Existuje nepřeberné množství typů s anodami, katodami a elektrolyty různých typů, které se nemusí takřka v ničem ani podobat (shodují se snad jen v tom, že zde proudí ionty lithia). Vědecké týmy se soustředí na vývoj různých částí a na University of Twente v Nizozemí by chtěli vylepšit anodu. V jejich případě se soustředili na rychlé nabíjení a chtěli nahradit standardní grafit s teoretickou specifickou kapacitou 372 mAh/g jiným materiálem, který by lépe snášel rychlé nabíjení (tedy by i méně degradoval při vysokých proudech). Grafit totiž při rychlém nabíjení mění svou strukturu a nenávratně se poškozuje, což časem snižuje kapacitu (více než při pomalém nabíjení, kde je to také problém, jen menší).

Nový materiál pro anodu s pravidelnou strukturou má přinést rychlé nabíjení

Nanomateriály vypadají slibněji, ale jsou obvykle více chaoticky uspořádané, což rovněž způsobuje pokles kapacity v průběhu času, nemluvě o obvykle komplikované výrobě. Vědci nicméně zjistili, že niobát niklu (NiNb2O6) může některé tyto problémy vyřešit. Má pravidelnou strukturu a při velmi rychlém nabíjení v podstatě nemění svůj objem. To je např. problém křemíkových anod. Specifická kapacita nového řešení dosahuje až 244 mAh/g. Pro zajímavost, křemík má okolo 3600 mAh/g, kde je to na jednu stranu řádově vyšší kapacita, ale také vysoká objemová nestálost. Tradiční "něco za něco". Tady je vidět, že lehčí baterie z nového řešení patrně nebudou, mohl by se však zmenšit objem (ale ten není tak velkým problémem jako hmotnost).

Zajímavá je ale životnost anody. Po 300 cyklech dosahovala 97 %, po 2500 cyklech 92 % a po 20 tisících cyklech 81 %. 20 tisíc cyklů u elektromobilu s reálným dojezdem 400 km by znamenalo přes 7 milionů km. Otestována byla nejen životnost samotné anody, ale i celého článku. V kombinaci s LFP dosahoval akumulátor 96,3% původní kapacity po 200 cyklech, s katodou NMC811 pak byl po 1000 cyklech na 88,8 %. Přesto se ale s tímto asi nesetkáme v autech.

Vědci říkají, že pro potřeby elektromobilů by bylo potřeba dořešit ještě mnoho problémů, nicméně slušně by to mohlo fungovat např. v bufferech v elektrických sítích nebo průmyslových strojích a těžké elektrické dopravě (vlaky?). I tak musíme pochopitelně brát na zřetel to, že jde jen o výsledky prvních laboratorních vzorků, takže do skutečného nasazení to má ještě dekádu daleko. Také si musíme uvědomit to, že nejde o žádné revoluční baterie, které by vyřešily všechny problémy a byly aplikovatelné 100% všude, kde jsou potřeba akumulátory, ale snaží se vyřešit jednu z vlastností, která to může posunout k dobré použitelnosti pro jednu oblast specifického nasazení. Což nemusí být právě dnes tak často zmiňovaná elektromobilita.


Reklama
Reklama

Komentáře

Nejsi přihlášený(á)

Pro psaní a hodnocení komentářů se prosím přihlas ke svému účtu nebo si jej vytvoř.

Reklama
Reklama