Akumulatory litowo-jonowe, znajdujące się w większości nowoczesnych pojazdów elektrycznych i hybrydowych, mają tendencję do utraty pojemności energetycznej podczas jazdy (ładują się, zużywają i ponownie ładują). Dzieje się tak, ponieważ małe kawałki litu mogą zostać odcięte od elektrod akumulatora podczas procesu ładowania.
Zespół naukowców z DOE i Stanford twierdzi, że był w stanie ponownie podłączyć zużyty akumulator litowo-jonowy, częściowo odwracając niechcianą utratę pojemności energetycznej i przy okazji wydłużając żywotność baterii litowej o 30%. Ciekawe?
W jaki sposób zużywają się baterie litowe?
Akumulatory litowo-jonowe zawierają dodatnio naładowane kawałki litu (jony), które przemieszczają się tam i z powrotem między katodami akumulatora i anodami. Ten ruch jest tym, co przenosi elektrony przez baterię w prądzie – można porównać to do poruszającej się wody, która także jest prądem. Z biegiem czasu niektóre z tych kawałków gubią się, pozostawiając anodę i nigdy nie wracają do katody. W końcu po prostu wygasają.
W konsekwencji stają się elektrochemicznie nieaktywne, czyli po prostu unoszą się gdzieś w środku. Akumulatory EV tracą w ten sposób swoją pojemność, gdyż mają mniej pracujących jonów litu. Takie martwe kawałki litu są przez naukowców nazywane po prostu „wyspami” litu.
Zespół badawczy z Krajowego Laboratorium Akceleratora SLAC Departamentu Energii USA i Uniwersytetu Stanforda odkrył, że jest w stanie sprawić, że wspomniany „martwy” lit będzie pełzał niczym robak w kierunku jednej z elektrod, tak długo, dopóki nie połączy się z nią ponownie. Gdy do tego dojdzie, proces zużycia zostanie częściowo odwrócony.
Zwiększenie żywotności baterii
Naukowcy już od dłuższego czasu poszukują sposobu wytwarzania akumulatorów o mniejszej wadze, dłuższej żywotności, lepszym bezpieczeństwie i szybszych prędkościach ładowania niż dostępna technologia litowo-jonowa stosowana obecnie w telefonach komórkowych, laptopach i pojazdach elektrycznych.
Szczególny nacisk kładzie się na rozwój akumulatorów litowo-metalowych, które mogą przechowywać więcej energii na objętość lub wagę. Na przykład w samochodach elektrycznych te akumulatory nowej generacji mogą zwiększyć zasięg na jednym ładowaniu i prawdopodobnie zajmować mniej miejsca.
Jednym z najczęstszych podawanych minusów zastosowania dotychczasowego akumulatora stosowanego np. w Tesli jest jego zdecydowanie mniejsza wydajność. Jeśli zastosowana tutaj technologia może zwiększyć użyteczność baterii o pełne 30%, daje to nadzieję na mniej emisji i tańsze, użyteczne pojazdy elektryczne dla wszystkich klientów.
Jeśli interesują Was dokładne szczegóły opisywanego doświadczenia, które nazwano „Dynamiczną progresją przestrzenną izolowanego litu podczas pracy na bateriach” polecamy artykuł opublikowany w Nature i w Science Daily.
