A kínai Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) kutatói úttörő módosítást fejlesztettek ki a teljesen szilárd lítium akkumulátorok (ASLB) katódjára, jelentősen javítva azok energiasűrűségét és élettartamát. Ez az innováció megnyitja az utat a nagy teljesítményű akkumulátorok következő generációja előtt, és az energiatárolás kritikus akadályainak elhárítását szolgálja.
A zöldebb energiaforrásokra való áttérés, beleértve az elektromos járműveket és a megújuló erőműveket, rávilágított a jelenlegi lítiumion-akkumulátorok korlátaira, mint például a szélsőséges hőmérsékletekre való érzékenység, a tűzveszély és a viszonylag rövid élettartam. A szilárdtest-akkumulátorok a lítiumion akkumulátorok kiváltására készülnek, de a többféle adalékanyagot tartalmazó heterogén kompozitok felhasználásával készült katódok természete miatt nehézkes ezek gyártása és működtetése – írja az Interesting Engineering.
A QIBEBT Szilárd Energiarendszer Technológiai Központ (SERGY) kutatói megoldást találtak a katód homogenizálásának problémájára, amely egy nulla alakváltozású anyagot, Li1,75Ti2-t használ. Ez az anyag vegyes ionos és elektronikus vezetőképességgel rendelkezik, ami megkönnyíti a hatékony töltésszállítást a töltés és kisütés során, speciális adalékanyagok nélkül.
Az új katódkialakítás 250 mAh/gramm fajlagos kapacitást eredményezett, szemben a hagyományos lítium-ion akkumulátorok 100-200 mAh/gramm kapacitásával. Cellaszinten a homogén katód nagy, 390 Wh/kg energiasűrűséget ért el, szemben a hagyományos lítium-ion akkumulátorok 200-300 Wh/kg-os értékével. A katód ráadásul szobahőmérsékleten 20 000 cikluson keresztül mindössze 1,2 százalékos térfogatváltozást mutatott.
Ez az áttörés jelentős kereskedelmi potenciállal bír a nagy energiasűrűségű ASLB-k számára, és alkalmazható más, a heterogén katódokkal kapcsolatos kihívásokkal küzdő akkumulátortípusokra, például lítium-ion akkumulátorokra, lítium-kén akkumulátorokra, nátrium-ion akkumulátorokra és üzemanyagcellákra.
„A nagy energiasűrűség és a meghosszabbított élettartam kombinációja új lehetőségeket nyit az energiatárolás jövője előtt” – mondta Su Zsang, a SERGY kutatója. Hanglei Szui, a SERGY professzora és vezetője megjegyezte, hogy ez az univerzális stratégia a többfunkciós homogén katódok tervezéséhez képes legyőzni az energiatárolás energia-, teljesítmény- és élettartam-korlátjait, megnyitva az utat a valós alkalmazások előtt.
Forrás: portfolio