Vědci vymysleli bezpečnější Li-Ion baterie, při nárazu ztvrdnou

V posledních týdnech jsme o nových bateriích psali hodně často (např. o solid-state s vysokou hustotou nebo rychlým nabíjením, bavili jsme se také o flow-bateriích). Nyní tu máme další novinku. Tato ale vypadá poměrně jednoduše, stále totiž pracuje s klasickou Li-Ion technologií. Ta má spoustu neduhů, přičemž jedním z těch nejvýznamnějších je její nestabilita a tendence vybuchovat. To nastane tehdy, když se obě elektrody navzájem dotknou, což se může stát časem opotřebením baterie nebo při nárazu. A právě nebezpečné chování baterií při nárazu se snažili vyřešit v Oak Ridge National Laboratory. Gabriel Veith vyřešil problém v okamžiku, kdy si jeho děti hrály s kukuřičným škrobem. Ten se chová jako kapalina, nicméně při úderu se zpevní a má blíže k pevné látce.

 

 

Totéž by bylo potřeba v bateriích. Dnešní tekutý elektrolyt má výhodu v tom, že lithiové ionty v něm proudí poměrně rychle, což umožňuje rychlé nabíjení. U solid-state baterií s pevným elektrolytem je ale pohyb pomalejší a rychlost nabíjení je hlavním problémem, který se vědci snaží vyřešit. Tuhý elektrolyt ale zvyšuje bezpečnost baterie. Takže je to zatím buď a nebo, i když tu jsou pokusy, jak vyřešit oboje. Gabriel Veith se tak rozhodl přinést z obou světů to nejlepší. Přišel s technologií, kdy baterie bude mít vcelku tradiční tekutý elektrolyt, který ale při nárazu ztvrdne podobně jako onen kukuřičný škrob a z tekuté baterie se tak stane svým způsobem solid-state akumulátor.

 

Řešením se nakonec ukázaly být nanočástečky křemíku, kde ale bylo nutné přijít na způsob, jak vytvořit pravidelně kulaté částečky o průměru 200 nanometrů. Hlavní je, aby byla jejich velikost uniformní a nelišily se o více než nanometr (využívá se Ströberova metoda). Elektrolyt s těmito částečkami při nárazu ztvrdne a zabraňuje dotyku obou elektrod, což by mělo zvýšit bezpečnost baterií při nehodách. Nevýhodou je, že pozměněný elektrolyt přeci jen o něco snižuje schopnost rychlého nabíjení, takže jsme pořád někde mezi a není to vyloženě vítězství na obou frontách (rychlost i bezpečnost zároveň). Naopak výhodou je to, že nová metoda nevyžaduje nějak dramatické zásahy do dnešní technologie výroby baterií a mělo by tedy být poměrně jednoduché ji zavést do praxe.

 

Zdroj: spectrum.ieee.org, globalspec.com