Vědci z Harvardu hlásí významný objev. Jejich baterii dobijete během pár minut
- Objev znamená průlom v oblasti polovodičových baterií
- Lithiovou kovovou baterii lze dobít za 10 minut
- Zvládne nejméně 6000 nabíjecích a vybíjecích cyklů
Baterie | foto: zhengjun/Depositphotos
Lithiové kovové solid-state baterie, které vyvinuli vědci z John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) na Harvardově univerzitě, mohou představovat průlom v bateriích, píše vědecký web Nature. Nejen, že je lze dobít v řádu minut, ale mají i obrovskou životnost. Můžete je nabít a vybít nejméně 6 000krát, což je více než u jakéhokoli jiného bateriového článku.
Nový způsob výroby
Jednou z největších výzev při navrhování polovodičových baterií je tvorba dendritů na povrchu anody. Dendrity jsou výběžky kovu, které se mohou hromadit na povrchu lithia a prorůstat jako kořeny do elektrolytu. Prorazí bariéru, která odděluje anodu a katodu, což způsobí zkrat nebo dokonce vznícení baterie.
Už v roce 2021 navrhl tým vícevrstvou baterii, která mezi anodu a katodu materiály s různou stabilitou. Tato konstrukce kontrolovala a zadržovala pronikání dendritů, ale nezastavila je úplně. To se podařilo až nejnovějším výzkumu, kdy vědci použili v anodě křemíkové částice o velikosti mikronů, aby zúžili lithiační reakci a usnadnili homogenní pokovení silné vrstvy kovového lithia.
„V našem návrhu se kovové lithium obalí kolem částic křemíku, jako tvrdá čokoládová skořápka kolem jádra lískového oříšku v čokoládovém lanýži,“ řekl Xin Li, docent materiálových věd na SEAS a hlavní autor studie, současně dodal: „Náš výzkum je důležitým krokem k praktičtějším pevnolátkovým bateriím pro průmyslové a komerční aplikace.“
Rozdíl mezi Li-Ion a solid-state baterií | foto: Samsung
Čtěte také: Revoluční solid-state baterie prošly klíčovým testem. Jsou skoro nezničitelné
Testovací baterie překvapila životností
Výzkumníci postavili baterii o velikosti poštovní známky, která je 10 až 20krát větší než články, které se vyrábí ve většině univerzitních baterií. Solid-state baterie si zachovávala i po 6000 cyklech kapacitu 80 procent, což je mnohem více, než nabízí dnešní komerční baterie.
Harvardský úřad pro technologický rozvoj licencoval tuto technologii společnosti Adden Energy, což je harvardská spin-off firma, kterou spoluzaložil Li a tři absolventi Harvardu. Adden Energy rozšířila technologii tak, aby vytvořila bateriový článek o velikosti chytrého telefonu.
Související
Nepřehlédněte
Diskuze
Nejčtenější články
Vědci z Harvardu hlásí významný objev. Jejich baterii dobijete během pár minut
- Objev znamená průlom v oblasti polovodičových baterií
- Lithiovou kovovou baterii lze dobít za 10 minut
- Zvládne nejméně 6000 nabíjecích a vybíjecích cyklů
Baterie | foto: zhengjun/Depositphotos
Lithiové kovové solid-state baterie, které vyvinuli vědci z John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) na Harvardově univerzitě, mohou představovat průlom v bateriích, píše vědecký web Nature. Nejen, že je lze dobít v řádu minut, ale mají i obrovskou životnost. Můžete je nabít a vybít nejméně 6 000krát, což je více než u jakéhokoli jiného bateriového článku.
Nový způsob výroby
Jednou z největších výzev při navrhování polovodičových baterií je tvorba dendritů na povrchu anody. Dendrity jsou výběžky kovu, které se mohou hromadit na povrchu lithia a prorůstat jako kořeny do elektrolytu. Prorazí bariéru, která odděluje anodu a katodu, což způsobí zkrat nebo dokonce vznícení baterie.
Už v roce 2021 navrhl tým vícevrstvou baterii, která mezi anodu a katodu materiály s různou stabilitou. Tato konstrukce kontrolovala a zadržovala pronikání dendritů, ale nezastavila je úplně. To se podařilo až nejnovějším výzkumu, kdy vědci použili v anodě křemíkové částice o velikosti mikronů, aby zúžili lithiační reakci a usnadnili homogenní pokovení silné vrstvy kovového lithia.
„V našem návrhu se kovové lithium obalí kolem částic křemíku, jako tvrdá čokoládová skořápka kolem jádra lískového oříšku v čokoládovém lanýži,“ řekl Xin Li, docent materiálových věd na SEAS a hlavní autor studie, současně dodal: „Náš výzkum je důležitým krokem k praktičtějším pevnolátkovým bateriím pro průmyslové a komerční aplikace.“
Rozdíl mezi Li-Ion a solid-state baterií | foto: Samsung
Čtěte také: Revoluční solid-state baterie prošly klíčovým testem. Jsou skoro nezničitelné
Testovací baterie překvapila životností
Výzkumníci postavili baterii o velikosti poštovní známky, která je 10 až 20krát větší než články, které se vyrábí ve většině univerzitních baterií. Solid-state baterie si zachovávala i po 6000 cyklech kapacitu 80 procent, což je mnohem více, než nabízí dnešní komerční baterie.
Harvardský úřad pro technologický rozvoj licencoval tuto technologii společnosti Adden Energy, což je harvardská spin-off firma, kterou spoluzaložil Li a tři absolventi Harvardu. Adden Energy rozšířila technologii tak, aby vytvořila bateriový článek o velikosti chytrého telefonu.
