Objev roku? Lithium-kovové baterie získají snadným trikem delší životnost

Životnost lithium-kovových baterií lze snadno prodloužit
Lithium-kovové baterie mají vysokou kapacitu a nižší hmotnost
Problémem je velmi rychlá degradace

Vědci ze Stanfordské univerzity objevili jednoduchý trik, který může výrazně prodloužit životnost lithium-kovových baterií v elektromobilech. Stačí baterii vybít a nechat ji několik hodin odpočívat.

Lithium-kovovým bateriím svědčí odpočinek ve vybitém stavu

Studie publikovaná v časopise Nature pod názvem „Odpočinek obnovuje výkon vybitých lithium-kovových baterií“ ukázala, že tato metoda dokáže obnovit kapacitu baterie a zlepšit její celkový výkon. Wenbo Zhang, jeden ze spoluautorů studie a student oboru materiálové vědy a inženýrství, vysvětlil: „Hledali jsme nejjednodušší, nejlevnější a nejrychlejší způsob, jak zlepšit životnost kovového lithia. Zjistili jsme, že ponecháním baterie ve vybitém stavu lze obnovit ztracenou kapacitu a prodloužit její životnost.“

Díky nové metodě je možné vylepšení realizovat pouhým přeprogramováním softwaru pro správu baterií, což nevyžaduje další náklady ani změny v zařízeních, materiálech či způsobu výroby. Výsledky studie poskytují praktické poznatky pro výrobce elektromobilů ohledně přizpůsobení lithia reálným jízdním podmínkám.

Čtěte také: Vědci z Harvardu hlásí významný objev. Jejich baterii dobijete během pár minut

Rozdíl mezi lithium-kovovými a lithium-iontovými bateriemi

Lithium-kovové baterie jsou primárně baterie, které mají jako anodu kovové lithium. Název záměrně odkazuje na kov, aby se odlišil od lithium-iontových baterií, které jako katodový materiál používají lithiové oxidy kovů. Lithium-kovové baterie nabízí významný potenciál pro zdvojnásobení dojezdu elektromobilů, ale po několika cyklech nabíjení a vybíjení rychle ztrácí kapacitu. Na rozdíl od konvenčních lithium-iontových baterií obsahují lithium-kovové baterie galvanicky pokovenou anodu (lithiem), což jim umožňuje uchovat dvojnásobnou energii. Tyto baterie také váží méně než baterie s grafitovou anodou.

Když se lithium-kovová baterie vybije, mikroskopické kousky lithia se izolují a zachytí v části elektrolytu SEI (solid electrolyte interface), což inicializuje vznik pasivační vrstvy, způsobující postupnou ztrátu kapacity baterie. Vědci zjistili, že nečinnost baterie po vybití pomáhá rozpustit izolované kousky lithia a vracet je na původní místo, čímž se obnoví kapacita baterie a prodlužuje její životnost.

Aplikace objevu v praxi

Průměrný americký řidič stráví za volantem přibližně hodinu denně, což znamená, že není problém nechat autobaterii několik hodin odpočívat. Elektromobily mohou využít tuto strategii na úrovni úpravy softwaru pro správu baterií, aby maximalizovaly životnost svých lithium-kovových baterií.

Wenbo Zhang dodává: „Náš protokol můžete implementovat tak rychle, jak rychle zvládnete napsat kód systému správy baterie. Věříme, že u určitých typů lithium-kovových baterií může samotný klidový stav při vybití výrazně prodloužit životnost baterie elektromobilu.“