"Máslo" do baterky: vědci vymysleli hmotu zlepšující solid-state akumulátory
21.5.2020, Milan Šurkala, aktualita
V tomto desetiletí by se už konečně měly ve větším objevit solid-state akumulátory s pevným elektrolytem. Ten přináší vedle lepší bezpečnosti i problémy, které se snaží vyřešit např. vědci v Číně a Švédsku.
Snad každá nová technologie přináší nejen dobré vlastnosti, ale spolu i s nimi i nějaké neduhy, které nemá oproti těm starým (nebo které významněji nezlepšuje). Solid-state akumulátory např. přináší pevný elektrolyt místo tekutého, což výrazně potlačuje zásadní problém dnešních Li-Ion článků, náchylnost ke vznícení. Vedle bezpečnosti mohou být i ekologičtější, jenže zase mívají problém s rychlostmi nabíjení i vybíjení. Tento problém se rozhodli vyřešit vědci na švédské Chalmers a čínské Xi'an Jiaotong University. Problémem je, že keramický elektrolyt LAGP je problematické udržet správně vedle anody a katody, a tak vyvinuli jakousi směs nazvanou LAGP-IL, která je mixem samotného keramického elektrolytu a iontové tekutiny. Výsledkem je něco, co konzistencí připomíná máslo a lépe spojuje jednotlivé vrstvy dohromady.
Dle vědců se díky tomuto řešení dá dosáhnout 10násobně rychlejší vyšší proudové hustoty mezi vrstvami, a tedy možnost dosahovat výrazně vyšších proudů, což je stěžejním požadavkem pro rychlé nabíjení i vybíjení (nastává např. při poptávce velkého výkonu). Konkrétně se hovoří o 1,0 mA/cm2, zatímco standardem solid-state akumulátorů je dle vědců spíše 0,1-0,3 mA/cm2. Dále byl naměřen pokles kapacity 0,053 % za nabíjecí cyklus, takže po 200 nabitích by mělo zbýt okolo 90 %. Byla využita anoda z kovového lithia, katoda z LiFePO4 a elektrolyt LAGP s vrstvičkou této hmoty LAGP-IL mezi elektrolytem a oběma elektrodami.
Výsledek je stabilnější při vysokých teplotách a poškození, také lépe brání vzniku dendritů, které mohou za pokles kapacity. Bohužel se předpokládá o trochu vyšší cena, která by ale mohla být více než vyvážena lepšími vlastnostmi a měla by se snížit při případné velkosériové výrobě. Stejně jako obvykle, ani zde vědci neprezentují hotový akumulátorový článek připravený ke komerčnímu nasazení, ale cestu, která by se mohla dále zkoumat při vývoji prakticky nasaditelných solid-state akumulátorů s elektrolytem LAGP.
Aleksandar Matic z Chalmers University dále předpokládá, že se solid-state akumulátory (např. v elektromobilech) objeví do pěti let. Některé už byly ohlášeny dokonce na dřívější dobu, některé projekty také ztroskotaly jako např. Dyson N526.
