Rekord gęstości energii w baterii litowej został pobity

Chińscy naukowcy wyprodukowali baterię litową o rekordowej gęstości energii. Ich wynik, uzyskany w skali laboratoryjnej, znacząco przesunął granicę odnotowaną dotychczas i daje dużą szansę na przyszłe wdrożenie baterii o wysokiej gęstości chociażby w elektromobilności.

Grupa chińskich badaczy w swojej ostatniej pracy naukowej poinformowała o osiągnięciu rekordowej gęstości energii elektrycznej baterii litowej – na poziomie przekraczającym 700 Wh/kg. Tak mocno odstający od dotychczas odnotywanych gęstości wynik naukowcy mieli uzyskać dzięki zastosowaniu zaawansowanych materiałów i specjalnej technologii.

Budowa baterii

Wytworzona bateria ma pojemność 10 Ah i składa się z wysoko wydajnej katody na bazie manganu bogatej w lit oraz z cienkiej metalicznej anody litowej o wysokiej energii właściwej. W produkcji anody wykorzystano ultracienki metaliczny lit, ponadto skorzystano z techniki powlekania elektrolitu na separatorze. Separator to element, który oddziela anodę od katody, umożliwiając jednocześnie swobodny przepływ jonów między nimi. Naniesienie na separator odpowiednio zaprojektowanej warstwy może zwiększyć przepuszczalność jonową i pojemność baterii.

REKLAMA

Chińscy naukowcy pochwalili się, że gęstość grawimetryczna ich baterii wyniosła 711,3 Wh/kg, a objętościowa gęstość dla tej samej baterii jest równa 1653,65 Wh/L. Tak dobry wynik budzi optymizm, jeśli chodzi o możliwości dalszego wykorzystywania baterii litowych w elektromobilności i lotnictwie.

Naukowcy podchodzą jednak do swojej osiągnięcia z rozsądnym optymizmem – zaznaczają, że w zakresie udoskonalania technologii pojawiają się sprzeczności dotyczące uzysku największej gęstości energii, największej wydajności (liczby cykli) oraz bezpieczeństwa samej baterii. To właśnie bezpieczeństwo jest najważniejszą cechą baterii, dlatego badacze podkreślają, że wymagane są dalsze badania, zanim produkt o takiej gęstości znajdzie zastosowanie komercyjne.

REKLAMA

Nad projektem pracowali badacze z Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics (BNLCP), Institute of Physics (IOP), Huairou Division (oddział Instytutu Fizyki Chińskiej Akademii Nauk) oraz Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering (CMSOE).

CATL w natarciu

Jakiś czas temu informowaliśmy, że na ostatnich targach Auto Shanghai jeden z największych chińskich producentów baterii litowo-jonowych CATL przedstawił swoją nową baterię, której pojedyncze ogniwo ma osiągać gęstość energii na poziomie 500 Wh/kg. Biorąc pod uwagę laboratoryjny wynik chińskich naukowców na poziomie 700 Wh/kg dla baterii, nie należy lekceważyć wyniku CATL, ponieważ rozwiązanie firmy dużo szybciej zostanie skomercjalizowane – ma to nastąpić jeszcze w tym roku.

Nowe baterie o dużej gęstości energii z powodzeniem mogą zostać wykorzystane przede wszystkim przy produkcji samochodów elektrycznych (Chińczycy są jednym z największych producentów EV), ale też znacząco przyspieszyć rozwój elektrycznych samolotów.