Pēdējos gados litija jonu akumulatori ir kļuvuši par būtisku tehnoloģiju pārejā uz atjaunojamiem enerģijas avotiem un elektriskajiem transportlīdzekļiem (EV). Arvien pieaugošais pieprasījums pēc efektīvākiem un pieejamākiem akumulatoriem ir veicinājis ievērojamu attīstību šajā jomā. Šogad eksperti prognozē vairākus sasniegumus, kas varētu revolucionizēt litija jonu akumulatoru iespējas.
Viens ievērojams sasniegums, kam jāpievērš uzmanība, ir cietvielu akumulatoru izstrāde. Atšķirībā no tradicionālajiem litija jonu akumulatoriem, kuros tiek izmantoti šķidrie elektrolīti, cietvielu akumulatoros kā elektrolīti tiek izmantoti cieti materiāli vai keramika. Šis jauninājums ne tikai palielina enerģijas blīvumu, potenciāli pagarinot elektrotransportlīdzekļu nobraukumu, bet arī samazina uzlādes laiku un uzlabo drošību, samazinot ugunsgrēka risku. Tādi ievērojami uzņēmumi kā Quantumscape koncentrējas uz cietvielu litija-metāla akumulatoriem, kuru mērķis ir integrēt tos transportlīdzekļos jau 2025. gadā[1].
Lai gan cietvielu akumulatori ir ļoti daudzsološi, pētnieki pēta arī alternatīvas ķīmiskās vielas, lai risinātu bažas par tādu svarīgu akumulatoru materiālu kā kobalta un litija pieejamību. Lētāku un ilgtspējīgāku iespēju meklējumi turpina veicināt inovācijas. Turklāt akadēmiskās iestādes un uzņēmumi visā pasaulē cītīgi strādā, lai uzlabotu akumulatoru veiktspēju, palielinātu ietilpību, paātrinātu uzlādes ātrumu un samazinātu ražošanas izmaksas[1].
Centieni optimizēt litija jonu akumulatorus sniedzas tālāk par elektrotransportlīdzekļiem. Šie akumulatori tiek izmantoti tīkla līmeņa elektroenerģijas uzkrāšanā, ļaujot labāk integrēt intermitējošus atjaunojamos enerģijas avotus, piemēram, saules un vēja enerģiju. Izmantojot litija jonu akumulatorus tīkla uzkrāšanai, ievērojami uzlabojas atjaunojamo energoresursu sistēmu stabilitāte un uzticamība[1].
Nesenā atklājumā Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas zinātnieki ir izstrādājuši vadošu polimēra pārklājumu, kas pazīstams kā HOS-PFM. Šis pārklājums ļauj ražot ilgāk kalpojošas un jaudīgākas litija jonu baterijas elektriskajiem transportlīdzekļiem. HOS-PFM vienlaikus vada gan elektronus, gan jonus, uzlabojot akumulatora stabilitāti, uzlādes/izlādes ātrumu un kopējo kalpošanas laiku. Tas kalpo arī kā līmviela, kas potenciāli var pagarināt litija jonu bateriju vidējo kalpošanas laiku no 10 līdz 15 gadiem. Turklāt pārklājums ir uzrādījis izcilu veiktspēju, uzklājot to uz silīcija un alumīnija elektrodiem, mazinot to degradāciju un saglabājot augstu akumulatora ietilpību vairāku ciklu laikā. Šie atklājumi sola ievērojami palielināt litija jonu bateriju enerģijas blīvumu, padarot tās pieejamākas elektriskajiem transportlīdzekļiem [3].
Tā kā pasaule cenšas samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas un pāriet uz ilgtspējīgu nākotni, litija jonu akumulatoru tehnoloģijas attīstībai ir izšķiroša nozīme. Pastāvīgie pētniecības un attīstības centieni virza nozari uz priekšu, tuvinot mūs efektīvākiem, pieejamākiem un videi draudzīgākiem akumulatoru risinājumiem. Līdz ar sasniegumiem cietvielu akumulatoru, alternatīvu ķīmisko vielu un pārklājumu, piemēram, HOS-PFM, plašas elektrotransportlīdzekļu ieviešanas un tīkla līmeņa enerģijas uzkrāšanas potenciāls kļūst arvien reālāks.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 25. jūlijs
