Ďalší pokrok na ceste k ultra-ľahkým batériám pre elektromobily?

Lítium-sírové batérie (Li-S) sú jednou z technológií, ktoré majú veľký teoretický potenciál. A to najmä z hľadiska energetickej hustoty, ceny či netoxicity. Avšak vo všeobecnosti majú jeden obrovský problém, ktorým je rýchla strata kapacity. Kórejskí vedci však hlásia, že tento problém môže vyriešiť lacný prírodný materiál.

Od Li-S batérií sa očakáva, že prinesú viacnásobne vyššiu energetickú hustotu v porovnaní s Li-Ion batériami. A to teoreticky až 2 600 Wh/kg, resp. 2 800 Wh/l. Z hľadiska gravimetrickej energetickej hustoty je to cca 10-násobne viac ako v prípade súčasných top li-ion batérií.

To by teoreticky znamenalo, že batéria s kapacitou 100 kWh by mohla na úrovni článkov vážiť len 38 kg. Niektoré vedecké tímy už vyvinuli Li-S batérie, ktoré majú vyššiu energetickú hustotu (okolo 350 Wh/kg) ako súčasné top Li-Ion batérie (250+ Wh/kg), avšak od ich skutočného potenciálu sú ešte ďaleko.

Spoločnosť Brighsun síce oznámila, že katóda ich Li-S batérie dosahuje energetickú hustotu 2 103,8 Wh/kg po 1. cykle pri rýchlosti nabíjania 1C (zrejme úplne nabitie / vybitie za cca 60 minút), jej dôveryhodnosť je však zatiaľ otázna. A to aj na základe ďalších sľubovaných „rozprávkových“ vlastností ich batérie. Budeme však dúfať, že naše pochyby sú neoprávnené.

Väčšina vedeckých tímov, ktoré vyvíjajú Li-S batérie s vlastnosťami, ktoré sú viac „pri zemi“, zápasí s typickým neduhom tejto technológie, a to rýchlou stratou kapacity. Na svedomí to má polysulfid lítny, ktorý vzniká na katóde počas procesu vybíjania. Ďalším problémom je nevodivosť síry, takže je potrebný vodivý a porézny „hostiteľský“ materiál.

Kórejské riešenie

Vedecký a technologický inštitút Daegu Gyeongbuk pomerne nedávno publikoval materiál, v ktorom uvádza, že má riešenie oboch problémov. Tým má byť mezoporézny oxid kremičitý, na ktorý je nanesené vodivé činidlo na báze uhlíka, píše portál Green Car Congress. Táto technológia má podľa kórejských vedcov zabezpečiť odolnosť a stabilitu batérie počas 2 000 nabíjacích cyklov. Doteraz sa pritom považovalo za relatívny úspech 350 nabíjacích cyklov.

Budeme dúfať, že táto technológia je všeobecne aplikovateľná na Li-S batérie, a teda aj tie, ktoré majú najväčší potenciál na komercializáciu. Kórejský objav by tak mohol urýchliť príchod týchto batérií na trh.

SÚVISIACE ČLÁNKY:
CATL spolupracujúci s Teslou má batérie so životnosťou 2 milióny km
Recyklovaný batériový materiál má zlepšiť vlastnosti nových batérií
Grafénová batéria od Nanotech Energy sa má nabíjať až 18-krát rýchlejšie