Hořčíkové quasi-solid-state baterie Mg-Ion dosáhly 264 Wh/kg a odolnosti vůči mrazu

Lithiové baterie se stále zlepšují, nicméně v nižších třídách, kde jde především o cenu a ne až tak moc o hustotu, je nyní začínají pomalu vytlačovat sodíkové akumulátory Na-Ion. Sodík ale není jediný prvek, který si brousí zuby na lithium, a dalším takovým by mohl být hořčík. Vědci z University of Hong Kong (HKU) nedávno prezentovali výsledky svého bádání, kdy se oproti předchozím výsledkům posunuli výrazně dál. Jejich původní akumulátory Mg-Ion s vodným roztokem solí (MgCl₂ - WIS) dosahoval energetické hustoty jen 53 Wh/kg, to ty nynější jsou na tom výrazně lépe. Jejich nový typ už má totiž quasi-solid-state polymerový elektrolyt (MgCl₂ - PEO) a přináší několik zajímavých vlastností.

 

Předně je to dost vysoká energetická hustota 264 Wh/kg, což se může směle rovnat s nadprůměrnými lithiovými články (ne sice těmi nejlepšími, ale rozhodně jde o nadprůměr a může směle konkurovat např. Li-Ion NMC nebo Li-Ion NCA). Výhodou hořčíku je také jeho nízká cena a snadná dostupnost, výsledek by měl být také bezpečný (nový elektrolyt pro hořčíkové baterie při testech s plamenem nezačal hořet, ale oheň naopak uhasil). Problémem hořčíku je však vysoké tíhnutí k pasivaci povrchu, takže se obvykle zkouší nevodné roztoky solí nebo organická rozpouštědla, která ale špatně vedou ionty. Vodné roztoky zase omezují možnosti hrát si s napětím a vedou k nízkým energetickým hustotám. Zde máme již výše zmíněný polymerový elektrolyt.

 

Nový typ akumulátorů také vykazuje slušnou životnost, kdy dosahuje 88 % původní kapacity po 900 cyklech. Postupně se snižuje kapacita a mírně i max. napětí akumulátoru. Máme-li si přeložit tuto životnost na elektromobilitu, tak uvažujme elektromobil s reálným dojezdem 400 km. Po 900 cyklech by tak měl dojezd 352 km, což znamená, že by se na těchto 88 % dostal po ujetí zhruba 340 tisíc km. A to i po takové porci kilometrů pořád hovoříme o nepříliš zkráceném dojezdu proti původnímu. Zajímavá je vysoká životnost i v mrazu, při -22 °C měl akumulátor po 900 cyklech dokonce 90 %. Jeho problém je ale ve vysokých teplotách, které opravdu nemá rád. Tam totiž dochází k degradaci o něco rychleji.

 

Zde je nutné podotknout, že jde o vědecký článek z univerzity, tedy něco, co je na úplném začátku vývoje, takže nic, co bychom v dohledné době měli čekat na trhu.

 

Zdroj: science.org