Chyba v laboratoři vedla k odolnějším bateriím Li-ion
19.8.2015, Jan Vítek, aktualita
Na mnoho lidských vynálezů a objevů se přišlo omylem, náhodou či při výzkumu něčeho zcela jiného. Odolnější baterie Li-ion, které snesou 4x více nabíjecích a vybíjecích cyklů, se mohou do tohoto seznamu zařadit. Vědci totiž jen zapomněli na jednu sadu anod.
Ke zprávám o nových a podstatně lepších bateriích ale můžeme být vždy zdravě skeptičtí, čemuž nás učí především to, že objevů a průlomů už bylo v minulosti ohlášeno mnoho. My však stále nosíme v kapse chytré telefony, jejichž výdrž na stále stejné baterie Li-ion či Li-pol je většinou jednodenní až dvoudenní a na týden bez nabíjení v případě staré N3310 nebo jiného vysloužilce můžeme jen vzpomínat. Ale i tak se podívejme, co se povedlo pracovníkům z bostonského MIT a pekingské Tsinghua University.
Ti spolupracovali na vývoji lepších anod, jež by prodloužily výdrž klasických baterií typu Li-ion. V jejich případě je totiž problém, že baterie postupem času degradují, za což může roztahování a smršťování anody v průběhu nabíjecích a vybíjecích cyklů. To totiž způsobuje, že na povrchu usazená vrstvička lithiových iontů se odlupuje, tvoří se nová z dalších dosud volných iontů, kterou při dalších cyklech potká to samé. Tím se postupně spotřebovává elektrolyt a v důsledku pak ničí celá baterie a klesá její kapacita. Vědci zkoumali jisté chemické činidlo a jeho vliv na vlastnosti anod, přičemž prý na jednu várku pozapomněli a nechali ji v lázni o několik hodin déle. Rozhodli se však i je otestovat a zjistili, že tyto anody mohou přinést 4x trvanlivější baterie v porovnání s těmi aktuálně prodávanými.
Dr. Wang Changan (Tsinghua) a Dr. Li Ju (MIT) provádějící experimenty zkoumali využití hliníku namísto grafitu pro výrobu anody, i když hliník se nepoužívá právě kvůli tomu, že se příliš roztahuje a smršťuje, čímž se urychluje celková degradace baterie. Máčeli tak hliníkové anody v roztoku kyseliný sírové a oxysulfátu titaničitého, aby se pokryly vrstvou oxidu titaničitého, přičemž se snažili zjistit, jak dlouhá lázeň bude nejlepší. A ukázalo se tedy, že doposud nejlepší byla mnohem delší lázeň, než jakou chtěli vůbec vyzkoušet. Výsledné anody mají mít tedy povrchovou krustu, která zvládne roztahování a smršťování svého hliníkového jádra a samotný její tvar se příliš nemění.
Výsledné baterie s novými anodami již postoupily 500 nabíjecích a vybíjecích cyklů a výsledky ukazují na to, že můžeme od nich očekávat asi 4násobnou výdrž než od těch, které jsou aktuálně na trhu. A nyní můžeme opět jen čekat, jestli tato technologie bude vhodná pro nasazení při výrobě a uchytí se na trhu.
Zdroj: Economist
Ti spolupracovali na vývoji lepších anod, jež by prodloužily výdrž klasických baterií typu Li-ion. V jejich případě je totiž problém, že baterie postupem času degradují, za což může roztahování a smršťování anody v průběhu nabíjecích a vybíjecích cyklů. To totiž způsobuje, že na povrchu usazená vrstvička lithiových iontů se odlupuje, tvoří se nová z dalších dosud volných iontů, kterou při dalších cyklech potká to samé. Tím se postupně spotřebovává elektrolyt a v důsledku pak ničí celá baterie a klesá její kapacita. Vědci zkoumali jisté chemické činidlo a jeho vliv na vlastnosti anod, přičemž prý na jednu várku pozapomněli a nechali ji v lázni o několik hodin déle. Rozhodli se však i je otestovat a zjistili, že tyto anody mohou přinést 4x trvanlivější baterie v porovnání s těmi aktuálně prodávanými.
Dr. Wang Changan (Tsinghua) a Dr. Li Ju (MIT) provádějící experimenty zkoumali využití hliníku namísto grafitu pro výrobu anody, i když hliník se nepoužívá právě kvůli tomu, že se příliš roztahuje a smršťuje, čímž se urychluje celková degradace baterie. Máčeli tak hliníkové anody v roztoku kyseliný sírové a oxysulfátu titaničitého, aby se pokryly vrstvou oxidu titaničitého, přičemž se snažili zjistit, jak dlouhá lázeň bude nejlepší. A ukázalo se tedy, že doposud nejlepší byla mnohem delší lázeň, než jakou chtěli vůbec vyzkoušet. Výsledné anody mají mít tedy povrchovou krustu, která zvládne roztahování a smršťování svého hliníkového jádra a samotný její tvar se příliš nemění.
Výsledné baterie s novými anodami již postoupily 500 nabíjecích a vybíjecích cyklů a výsledky ukazují na to, že můžeme od nich očekávat asi 4násobnou výdrž než od těch, které jsou aktuálně na trhu. A nyní můžeme opět jen čekat, jestli tato technologie bude vhodná pro nasazení při výrobě a uchytí se na trhu.
Zdroj: Economist
