V posledných rokoch sa lítium-iónové batérie objavili ako životne dôležitá technológia v prechode smerom k obnoviteľným zdrojom energie a elektrickým vozidlám (EV). Stále rastúci dopyt po efektívnejších a dostupnejších batériách podnietil významný vývoj v tejto oblasti. Tento rok odborníci predpovedajú niekoľko prielomov, ktoré by mohli revolúciou v spôsoboch lítium-iónových batérií.
Jedným z pozoruhodných pokrokov, ktorý treba sledovať, je vývoj batérií v pevnom stave. Na rozdiel od tradičných lítium-iónových batérií, ktoré využívajú tekuté elektrolyty, batérie v tuhom stave používajú ako elektrolyty pevné materiály alebo keramiku. Táto inovácia nielen zvyšuje hustotu energie, čo potenciálne rozširuje rozsah EV, ale tiež znižuje čas nabíjania a zlepšuje bezpečnosť minimalizáciou rizika požiaru. Prominentné spoločnosti, ako je Quantumscape, sa zameriavajú na batérie lítium-kovovej kovy v tuhom stave, ktorých cieľom je integrovať ich do vozidiel už v roku 2025 [1].
Zatiaľ čo batérie s pevným štátom majú veľký sľub, vedci tiež skúmajú alternatívne chemické spoločnosti, aby riešili obavy týkajúce sa dostupnosti kľúčových batériových materiálov, ako sú kobalt a lítia. Hľadanie lacnejších a udržateľnejších možností pokračuje v inováciách. Okrem toho akademické inštitúcie a spoločnosti na celom svete usilovne pracujú na zvýšení výkonnosti batérie, zvýšení kapacity, urýchlení rýchlosti nabíjania a znížení výrobných nákladov [1].
Úsilie o optimalizáciu lítium-iónových batérií presahuje za elektrické vozidlá. Tieto batérie hľadajú aplikácie v skladovaní elektrickej energie na úrovni mriežky, čo umožňuje lepšiu integráciu intermitentných zdrojov obnoviteľnej energie, ako je solárna a veterná energia. Využitím lítium-iónových batérií na skladovanie mriežky sa výrazne zlepší stabilita a spoľahlivosť systémov obnoviteľnej energie [1].
V nedávnom prielome vedci v Lawrence Berkeley National Laboratory vyvinuli vodivý polymérny povlak známy ako HOS-PFM. Tento náter umožňuje dlhšie a silnejšie lítium-iónové batérie pre elektrické vozidlá. HOS-PFM súčasne vedie elektróny aj ióny, zvyšuje stabilitu batérie, rýchlosti náboja/vybíjania a celkovú životnosť. Slúži tiež ako lepidlo, ktoré potenciálne predlžuje priemernú životnosť lítium-iónových batérií z 10 až 15 rokov. Okrem toho povlak vykazoval mimoriadny výkon, keď sa aplikoval na kremíkové a hliníkové elektródy, čím zmiernil ich degradáciu a udržiaval vysokú kapacitu batérie vo viacerých cykloch. Tieto zistenia majú prísľub výrazného zvýšenia hustoty energetiky lítium-iónových batérií, vďaka čomu sú cenovo dostupnejšie a prístupnejšie pre elektrické vozidlá [3].
Keďže sa svet snaží znižovať emisie skleníkových plynov a prechod na udržateľnú budúcnosť, zohráva kľúčovú úlohu pokroky v technológii lítium-iónovej batérie. Prebiehajúce úsilie v oblasti výskumu a vývoja poháňa tento priemysel vpred, čo nás približuje k efektívnejším, cenovo dostupnejším a environmentálnym riešeniam batérií. S prielomom v batériách v tuhom stave, alternatívnych chémiách a povlakoch, ako je HOS-PFM, sa čoraz viac uskutočnilo potenciál pre rozsiahle prijatie elektrických vozidiel a skladovania energie na úrovni mriežky.
Čas príspevku: 25. júla-2023
