V posledních letech se lithium-iontové baterie objevily jako životně důležitá technologie při přechodu k obnovitelným zdrojům energie a elektrickým vozidlům (EV). Stále rostoucí poptávka po efektivnějších a dostupnějších bateriích vyvolala významný vývoj v terénu. V letošním roce odborníci předpovídají několik průlomů, které by mohly revolucionizovat schopnosti lithium-iontových baterií.
Jedním z pozoruhodných pokroků, který bude sledovat, je vývoj baterií v pevném stavu. Na rozdíl od tradičních lithium-iontových baterií, které využívají tekuté elektrolyty, používají baterie v pevném stavu pevné materiály nebo keramiku jako elektrolyty. Tato inovace nejen zvyšuje hustotu energie a potenciálně prodlužuje rozsah EV, ale také zkracuje dobu nabíjení a zvyšuje bezpečnost minimalizací rizika požáru. Prominentní společnosti jako Quantumscape se zaměřují na pevné lithium-kovové baterie, jejichž cílem je integrovat je do vozidel již v roce 2025 [1].
Zatímco baterie pevných států mají velký slib, vědci také zkoumají alternativní chemie, aby se zabývaly obavami o dostupnost klíčových bateriových materiálů, jako je kobalt a lithium. Hledání levnějších a udržitelnějších možností nadále zvyšuje inovace. Akademické instituce a společnosti na celém světě navíc usilovně pracují na zvýšení výkonnosti baterie, zvýšení kapacity, zrychlení rychlosti nabíjení a snížení výrobních nákladů [1].
Úsilí o optimalizaci lithium-iontových baterií přesahuje elektrická vozidla. Tyto baterie nacházejí aplikace ve skladování elektřiny na úrovni mřížky, což umožňuje lepší integraci přerušovaných zdrojů obnovitelných zdrojů energie, jako je sluneční a větrná energie. Využití lithium-iontových baterií pro skladování mřížky se výrazně zlepšuje stabilita a spolehlivost systémů obnovitelné energie [1].
V nedávném průlomu vyvinuli vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory vodivý polymerní povlak známý jako HOS-PFM. Tento povlak umožňuje delší než výkonnější lithium-iontové baterie pro elektrická vozidla. HOS-PFM současně provádí jak elektrony, tak ionty, zvyšují stabilitu baterie, rychlosti nabíjení/vypouštění a celkovou životnost. Slouží také jako lepidlo, potenciálně prodlouží průměrnou životnost lithium-iontových baterií z 10 na 15 let. Navíc povlak prokázal výjimečný výkon, když byl aplikován na křemíkové a hliníkové elektrody, což zmírnilo jejich degradaci a udržovala vysokou kapacitu baterie během více cyklů. Tato zjištění mají příslib výrazně zvýšení energie energetické hustoty lithium-iontových baterií, díky čemuž jsou dostupnější a přístupnější pro elektrická vozidla [3].
Vzhledem k tomu, že svět se snaží snížit emise skleníkových plynů a přechod na udržitelnou budoucnost, hrají pokrok v lithium-iontové technologii. Probíhající výzkumné a vývojové úsilí vede odvětví vpřed a přiblíží nás k efektivnějším, cenově dostupnějším a ekologicky šetrnějším řešením baterií. S průlomy v bateriích s pevným státem, alternativních chemií a povlacích, jako je HOS-PFM, je stále proveditelnější potenciál pro rozsáhlé přijetí elektrických vozidel a skladování energie na úrovni sítě.
Čas příspěvku: Jul-25-2023
