Odkrycie ujrzało światło dzienne za sprawą naukowców z południowo-koreańskiego instytutu DGIST i bierze na celownik kluczowe wąskie gardło w magazynowaniu energii w przypadku akumulatorów litowo-metalowych, otwierając potencjalną drogę do nawet 10-krotnie bardziej pojemnych rozwiązań. Nie jest to pierwszy raz, kiedy ogniwa litowo-metalowe “przeżywają przełom”, bo ten rodzaj akumulatorów od dawna jest uznawany za obiecujący przez ogromną gęstość energii czystego litu metalicznego. Ten może zastąpić grafit w anodach w powszechnie dziś stosowanych bateriach litowych, ale proste to oczywiście nie jest.
Czytaj też: Ogniwa aluminiowo-jonowe przewyższają te powszechne pod każdym względem
Wszystko rozbija się o tak zwane dendryty – zmorę akumulatorów, która doprowadza do spadku ich możliwości i otwiera drogę ku potencjalnym awariom na czele ze zwarciami, a nawet zapaleniami akumulatorów. To w rzeczywistości tworzące się stopniowo na powierzchni anody struktury w formie igieł, z którymi walczy się na wszelkie możliwe sposoby, czy to w formie osłony między anodą a elektrolitem akumulatora, czy specjalnym dodatkom wszelakiej maści.
Tworzenie się dendrytów litu jest silnie zależne od powierzchniowej natury anod litowych. Kluczową strategią dla LMB (akumulatorów litowo-metalowych) jest zatem zbudowanie wydajnego interfejsu elektrolitu stałego (SEI) na powierzchni litu.– mówi autor badania, profesor Yong Min Lee z południowokoreańskiego Instytutu Nauki i Technologii w Daegu Gyeongbuk ( DGIST).
Czytaj też: Ogniwa słoneczne z perowskitu doczekały się ważnego odkrycia
Do czego tym razem sprowadza się przełom w akumulatorach litowo-metalowych?
Tym razem przełom w akumulatorach litowo-metalowych zawdzięczamy proszkowi litowo-metalicznemu. Ten tworzy większą powierzchnię, umożliwiając produkcję cienkich i szerokich elektrod i choć posiada też wadę w postaci nierównego charakteru powierzchni, która to prowadzi do awarii akumulatora, to do mieszanki wystarczyło dodać azotan litu, aby zapomnieć o tym problemie.
Wstępne umieszczenie tego związku podczas procesu produkcyjnego umożliwiło zespołowi stworzenie ultracienkich anod litowo-metalowych z gładką i jednolitą warstwą pośrednią na powierzchni. Wyprodukowany w tym procesie akumulator wykazał się w testach stabilnością przez 450 cykli ładowania, podczas których zachował 87% swojej pojemności i wykazywał sprawność na poziomie 96%.
Czytaj też: Przezroczysta elektroda otwiera szanse na okna w formie ogniw słonecznych
Wnioski z tego przełomu? Takie jak zwykle – są możliwości, trzeba czekać na dopracowanie technologii i jej rozpowszechnienie na fizycznym rynku.
