Akumulatory litowo-metalowe (LMB) są niezwykle obiecującą technologią. Chociaż znane są już naukowcom od kilkudziesięciu lat, to wciąż ich konstrukcja wymaga wielu ulepszeń. Jednym z problemów jest chociażby korozja litu, do której przyczynia się płynny elektrolit. Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Zaawansowanych Technologii i Nauki (KAIST) podjęli się próby stworzenia nowego rodzaju medium do transportowania jonów.
Czytaj też: Jak długo wytrzymają akumulatory w elektrykach? Odpowiedź może nas zaskoczyć
Na łamach czasopisma Nature Energy opublikowali oni artykuł naukowy, w którym opisują zastosowanie elektrolitu na bazie boranu i piranu, jaki ma rozwiązać odwieczny problem z korozją litu. Przypomnijmy, że borany są solami i estrami kwasów tlenowych boru, a piran natomiast organicznym związkiem chemicznym z grupy nienasyconych eterów cyklicznych.
Akumulator litowo-metalowy z elektrolitem nowego typu. Czy to zadziała?
W jaki sposób ciekły elektrolit o takim składzie mógł cokolwiek pomóc w konstrukcji akumulatora? Naukowcy odkryli, że medium posiada zdolność do przekształcania dużych kryształów LiF w interfazie na styku ciała stałego i elektrolitu. Zamienia je dokładnie w drobnokrystaliczny lub szklisty fluorek litu. Związek o takiej strukturze zwiększa pasywację granicy faz, a w rezultacie minimalizuje przenikanie cząstek elektrolitu do interfazy i dalej do katody oraz odwrotnie.
Czytaj też: Akumulator pozbawiony kobaltu wykręca imponujące wyniki. Dlaczego warto się nim zainteresować?
Autorzy badań sprawdzili powyższe doniesienia na żywym przykładzie. Opracowali akumulator litowo-metalowy z elektrolitem boranowo-piranowym i katodą tlenkową z dużą zawartością niklu i litu. Urządzenie osiągnęło wysoką początkową gęstość energii przewyższają wartość 400 Wh/kg i działało przez 400 cykli ładowania i rozładowywania przy zachowaniu pojemności rzędu 70 proc.
Testy były prowadzone przy ciągłym zachowaniu stosunku elektrolitu do pojemności (ang. electrolyte/capacity, E/C) poniżej 2g/Ah. Badacze zauważyli również, że wraz ze zwiększającą się liczbą cykli pojemność akumulatora systematycznie malała. Jednakże wciąż utrzymywała na relatywnie wysokim poziomie.
Czytaj też: Elektryki będą mogły pokonywać dłuższe trasy. Ten akumulator im to zagwarantuje
Odkrycie koreańskich uczonych nie jest gotowym przepisem na nowy rodzaj akumulatora. Niemniej ich wynalazek jest pierwszym krokiem w stronę praktycznego zastosowania technologii litowo-metalowej. Jeszcze dużo pozostało do udoskonalenia (w tym poprawa parametrów pracy), ale kierunek z zastosowaniem elektrolitu boranowo-piranowego wydaje się całkiem słuszny i przyszłościowy.
