Vědci ukázali baterii s 602,5 Wh/kg. Současné články nechává daleko za sebou

Čínští vědci překonali 600 Wh/kg

Výzkumníci z Tianmushan Laboratory a Tsinghua University vyvinuli lithium-kovový článek s mimořádnou energetickou hustotou. V nejlepší testované konfiguraci se jim podařilo dosáhnout hodnoty 602,5 Wh/kg.

Výsledek závisí také na použitém materiálu katody. S ternární katodou bohatou na nikl dosáhl článek energetické hustoty 550,7 Wh/kg, zatímco lithiem obohacený materiál na bázi manganu umožnil překonat 600 Wh/kg.

Tak vysoká hustota umožňuje při stejné hmotnosti uložit výrazně více energie. V praxi by tedy bylo možné zvýšit kapacitu baterie bez nárůstu její hmotnosti, případně ji výrazně odlehčit při zachování stejné kapacity.

Pomohla ochrana katody i anody

K dosažení tak vysokých hodnot pomohla speciální přísada, která vytváří ochrannou vrstvu na katodě. Jejím úkolem je omezovat poškozování materiálu během nabíjecích cyklů, a to zejména při práci s vysokým napětím.

Výzkumníci zároveň vytvořili stabilní ochrannou mezivrstvu na anodě z kovového lithia. Ta pomáhá potlačovat vznik dendritů, tedy nežádoucích struktur lithia, které představují problém pro životnost i bezpečnost článků.

Technologie nezůstala pouze u malého laboratorního vzorku. Vědci ji vyzkoušeli také na 10Ah článku, kde se ale ukázala její největší současná slabina. Po 180 nabíjecích cyklech zůstalo pouze 80 % původní kapacity.

Elektromobily si ještě počkají

Právě životnost bude před případným nasazením potřeba výrazně zlepšit. Výsledek tedy neznamená, že se baterie s hustotou přes 600 Wh/kg v dohledné době objeví v elektromobilech. Vyřešit bude nutné také průmyslovou výrobu.

Mnohem dříve by technologie mohla dávat smysl tam, kde je každý kilogram navíc zásadním problémem. Autoři výzkumu zmiňují například drony nebo elektrická letadla eVTOL, u kterých může nízká hmotnost výrazně prodloužit dolet.

Potenciál pro elektromobily je přesto obrovský. Výrobci by mohli při stejné hmotnosti nabídnout vyšší kapacitu a delší dojezd, nebo naopak výrazně odlehčit celý akumulátor. Hodnota 602,5 Wh/kg je však zatím hlavně působivým výsledkem výzkumu.

Zdroje:

• autorský text / Mobilizujeme.cz
• Elektrickevozy.cz
• Nature Communications