Čínští vědci vytvořili novou součást lithium-iontové baterie, která slibuje výrazné zvýšení dojezdu elektrických vozidel (EV) – potenciálně jej zdvojnásobí, aniž by se zvětšila velikost nebo hmotnost baterie. Tento průlom řeší klíčová omezení současné lithium-iontové technologie, včetně hustoty energie a výkonu v chladném klimatu.
Problémy se stávajícími lithium-iontovými bateriemi
Tradiční lithium-iontové baterie se spoléhají na rozpouštění solí lithia v rozpouštědlech, které pohybují ionty a vyrábějí elektřinu. Tato rozpouštědla však vyžadují velké objemy, což zabraňuje miniaturizaci a často vykazují nízkou účinnost při teplotách pod nulou. Současné systémy s kapalným elektrolytem se snaží překročit ~350 watthodin na kilogram (Wh/kg), což tlačí mnoho výrobců ke složitějším alternativám v pevné fázi.
Nový průlom: Fluorovaná uhlovodíková rozpouštědla
Výzkumný tým z Nankai University představil rozpouštědlo “fluorovaný uhlovodík”. Toto rozpouštědlo zlepšuje rozpouštění solí lithia, výrazně snižuje množství potřebného elektrolytu a zvyšuje účinnost. Na rozdíl od tradičních interakcí lithium-kyslík tento systém umožňuje rychlejší výtěžek iontů a přenos náboje, dva procesy, které jsou obvykle ve vzájemném rozporu.
„Slabší přitažlivost fluoru k lithiu pomáhá tento problém vyřešit,“ vysvětluje profesor Zhao Qing z Nankai University.
Tento nový elektrolytický systém dosahuje hustoty energie přes 700 Wh/kg při pokojové teplotě a téměř 400 Wh/kg při -50 °C. Tento výkon je srovnatelný s polovodičovými bateriemi při zachování výhod tekutých elektrolytů (nižší cena, jednodušší výroba).
Důsledky pro elektrická vozidla a další
Důsledky jsou značné: elektromobily, které v současnosti poskytují 500 km na jedno nabití, by s touto novou technologií baterií mohly teoreticky ujet přes 1 000 km. Vědci se domnívají, že tato inovace nejen zvýší dojezd, ale také zlepší použitelnost v chladných oblastech, kde výkon baterie často trpí.
Stabilní výkon baterie v extrémních teplotách navíc naznačuje potenciální použití ve vysokohorských dronech a vozidlech. Tento vývoj představuje významný skok v technologii skladování energie a uzavírá výkonnostní mezeru mezi kapalnými a polovodičovými bateriemi.
Zvýšená účinnost tohoto systému může urychlit přijetí elektrických vozidel tím, že řeší obavy z dojezdu a zlepšuje výkon v reálném světě, zejména v náročných klimatických podmínkách.
