Vedci z PNNL oznámili, že sa im podarilo významne zvýšiť teplotný rozsah, v ktorom optimálne fungujú li-ion batérie. To má priniesť podstatné vylepšenie 2 dôležitých vlastností batérií pre elektromobily.
Vedeckí pracovníci laboratória Pacific Northwest National (PNNL) prišli s prelomovým objavom v oblasti chémie elektrolytu pre li-ion batérie. Vďaka novému chemickému kokteilu sa im podarilo značne zvýšiť ich pracovný rozsah.
Správne prísady
Vedci testovali až 5 nových prísad elektrolytu. Podarilo sa im pritom identifikovať optimálnu kombináciu troch z nich. Po pridaní nového mixu prísad do ich pôvodného elektrolytu li-ion batérie zistili, že okolo katódy a anódy vnikla vysoko vodivá, rovnomerná a odolná ochranná vrstva.
Elektrolyt je pritom veľmi dôležitý prvok, ktorý umožňuje, aby elektródy batérie vzájomne reagovali. Za budúcnosť batérií, ako aj elektromobilov, je pritom považovaný druh elektrolytu, ktorý má pevné skupenstvo. Takéto batérie sa nazývajú solid-state.
Vyššia efektivita a živostnosť
Vývoj solid-state batérií však stále prebieha, a tak kým prídu na trh, nový tekutý elektrolyt by mohol vylepšiť vlastnosti súčasných batérií. A to hneď v dvoch dôležitých smeroch. Keďže batérie s novým elektrolytom majú optimálne fungovať aj pri teplote – 40 ºC, výrazne sa z lepší ich výkon vybíjania. To by malo priniesť elektromobilom vyššiu efektivitu v zime, čím by sa predĺžil ich dojazd.
Tieto batérie pritom dobre pracujú aj pri extrémne vysokých teplotách, a to až do 60 ºC. Elektrolyt pritom zabezpečuje stabilitu cyklovania. Vysoké teploty spôsobujú v prípade súčasnej generácie batérií degradáciu a stratu pôvodnej kapacity.
Zrejme aj nižšie náklady
Na elimináciu nepriaznivého vplyvu veľmi nízkych, resp. veľmi vysokých teplôt sa využíva aj tzv. systém termomanažmentu batérie (TMS). Ten pritom logicky predražuje celý batériový systém, čo sa prejavuje aj na koncovej cene elektromobilu.
TMS pritom nie je žiadnym štandardom elektromobilov. Mnohí výrobcovia v snahe ušetriť nevenujú dostatočnú pozornosť zabezpečeniu optimálnej prevádzkovej teploty batérií v svojich elektromobiloch. A to sa prejavuje na ich nižšej životnosti, resp. rýchlejšou stratou kapacity, ako aj výrazným poklesom dojazdu v chladnom počasí.
Nová chémia li-ion batérií by tak mala teoreticky priniesť zlepšenie spomínaných vlastností a minimálne znížiť nároky na TMS, ktorý predražuje elektromobily. TMS však bude aj naďalej dôležitý z hľadiska rýchlonabíjania.
Budeme dúfať, že nový elektrolyt negatívne neovplyvní ďalšie dôležite vlastnosti batérií a že sa objaví v komerčných batériách čo najskôr. Veď z hľadiska súčasnej technológie výroby li-ion batérií by nemali byť potrebné žiadne výrazné zmeny.
Zdroje: Insideevs, Greencarcongress, titulná ilustračná fotografia: Porsche
SÚVISIACE ČLÁNKY:
Porovnanie technológií Li-ion batérií. Ktorá v čom vyniká?
Ceny elektromobilov značne závisia od batérií. Aký vývoj očakávať?
Tesla má mať „tajné“ laboratórium, v ktorom vyvíja batériové články
