Revoluční baterie s více než 600 Wh/kg je realitou. Má ale jeden háček

Čínští vědci překonali 600 Wh/kg

Výzkumníci z Tianmushan Laboratory a Tsinghua University představili lithium-kovové články s mimořádně vysokou energetickou hustotou. V nejlepší konfiguraci se jim podařilo dostat až na hodnotu 602,5 Wh/kg.

Výsledek se liší podle použitého materiálu katody. S ternární katodou bohatou na nikl dosáhli vědci 550,7 Wh/kg, zatímco použití lithiem obohaceného materiálu na bázi manganu zvýšilo hodnotu právě nad hranici 600 Wh/kg.

Tak vysoká energetická hustota znamená, že lze při stejné hmotnosti uložit podstatně více energie. Právě hmotnost baterie přitom představuje jeden z problémů elektromobilů a ještě větší význam má u dronů nebo elektrických letadel.

Pomohla speciální ochranná vrstva

Jedním z klíčů k výsledku je speciální přísada, která pomáhá vytvořit ochrannou vrstvu na katodě. Ta omezuje poškozování materiálu během cyklování při vysokém napětí, což je důležité pro zachování vlastností článku.

Důležitá je také stabilní ochranná vrstva vznikající na anodě z kovového lithia. Ta má potlačovat vznik dendritů, tedy struktur, které představují jeden z dlouhodobých problémů lithium-kovových baterií.

Výzkumníci technologii ověřovali také na 10Ah článku. Po 180 nabíjecích cyklech si zachoval 80 % původní kapacity. Právě tady se ukazuje největší současná slabina – životnost zatím není dostatečná pro běžné elektromobily.

Nejdříve by mohly přijít drony

Výsledek proto neznamená, že se baterie s hustotou přes 600 Wh/kg v příštím roce objeví v nových elektromobilech. Výzkumníci musí technologii dále zdokonalovat a především vyřešit její škálování pro průmyslovou výrobu.

Zajímavější by mohlo být první využití v oblastech, kde je každý kilogram zásadní. Autoři zmiňují například drony a elektrická letadla s kolmým startem a přistáním, označovaná jako eVTOL. Právě zde je vysoká hustota energie mimořádně cenná.

Pro elektromobily je ale potenciál rovněž značný. Vyšší energetická hustota může umožnit zvýšit kapacitu bez růstu hmotnosti, nebo naopak použít lehčí baterii při zachování dojezdu. K praktickému nasazení však vede ještě dlouhá cesta.

Zdroje:

• autorský text / Elektrickevozy.cz
• Nature Communications