През последните години литиево-йонните батерии се очертаха като жизненоважна технология в прехода към възобновяеми енергийни източници и електрически превозни средства (EV). Все по-нарастващото търсене на по-ефективни и достъпни батерии стимулира значително развитие в областта. Тази година експертите прогнозират няколко пробива, които биха могли да революционизират възможностите на литиево-йонните батерии.
Едно забележително развитие, което трябва да се следи, е разработването на твърдотелни батерии. За разлика от традиционните литиево-йонни батерии, които използват течни електролити, твърдотелните батерии използват твърди материали или керамика като електролити. Тази иновация не само увеличава енергийната плътност, потенциално разширявайки пробега на електрическите превозни средства, но също така намалява времето за зареждане и подобрява безопасността, като минимизира риска от пожар. Известни компании като Quantumscape се фокусират върху твърдотелни литиево-метални батерии, като се стремят да ги интегрират в превозните средства още през 2025 г.[1]
Въпреки че твърдотелните батерии са многообещаващи, изследователите също така проучват алтернативни химични състави, за да отговорят на опасенията относно наличието на ключови материали за батерии, като кобалт и литий. Търсенето на по-евтини и по-устойчиви варианти продължава да стимулира иновациите. Освен това, академичните институции и компаниите по целия свят работят усърдно за подобряване на производителността на батериите, увеличаване на капацитета, ускоряване на скоростта на зареждане и намаляване на производствените разходи[1].
Усилията за оптимизиране на литиево-йонните батерии се простират отвъд електрическите превозни средства. Тези батерии намират приложения в съхранението на електроенергия на ниво мрежа, което позволява по-добра интеграция на периодични възобновяеми енергийни източници като слънчева и вятърна енергия. Чрез използването на литиево-йонни батерии за съхранение на енергия в мрежата, стабилността и надеждността на системите за възобновяема енергия се подобряват значително[1].
В скорошен пробив, учени от Националната лаборатория „Лорънс Бъркли“ разработиха проводимо полимерно покритие, известно като HOS-PFM. Това покритие позволява по-дълготрайни и по-мощни литиево-йонни батерии за електрически превозни средства. HOS-PFM едновременно провежда електрони и йони, подобрявайки стабилността на батерията, скоростта на зареждане/разреждане и общия живот. То служи и като лепило, потенциално удължавайки средния живот на литиево-йонните батерии от 10 на 15 години. Освен това, покритието показва изключителни характеристики, когато се прилага върху силициеви и алуминиеви електроди, като смекчава тяхното разграждане и поддържа висок капацитет на батерията в продължение на множество цикли. Тези открития обещават значително увеличаване на енергийната плътност на литиево-йонните батерии, което ги прави по-достъпни за електрически превозни средства[3].
Тъй като светът се стреми да намали емисиите на парникови газове и да премине към устойчиво бъдеще, напредъкът в технологията на литиево-йонните батерии играе ключова роля. Текущите усилия за научноизследователска и развойна дейност тласкат индустрията напред, доближавайки ни до по-ефективни, достъпни и екологични решения за батерии. С пробивите в твърдотелните батерии, алтернативните химикали и покритията като HOS-PFM, потенциалът за широко разпространение на електрически превозни средства и съхранение на енергия на мрежово ниво става все по-осъществим.
Време на публикуване: 25 юли 2023 г.
