Vědci z Austrálie vylepšili vlastnosti lithium-sírových akumulátorů

Příchod elektromobilů přináší také značné zintenzivnění vývoje nových typů akumulátorů. Jedna z technologií, která by se v nich mohla v budoucnu usídlit, jsou lithium-sírové akumulátory. Ty se už vyvíjejí nějakou dobu a např. na jaře roku 2019 se MIT podařilo značně zmenšit jejich velikost. Ta je totiž jedním z největších problémů této technologie. Výhodou je naopak větší hustota na hmotnost. Výsledné akumulátory by tak v autech zabíraly více místa, ale nebyly by tak těžké. V případě článků od MIT jsou při stejném množství energie o 30 % lehčí, ale o 20 % větší (objemově). Do lithium-sírových akumulátorů se ale pustili i na Monash University v Austrálii.

 

 

Ti říkají, že tato technologie teoreticky pobere na kilogram hmotnosti až 5krát více energie než Li-Ion, to je ale spíše teorie. Hodně tu totiž závisí na způsobu použití a tvaru akumulátoru. Ve tvaru běžných článků sice mohou dosahovat asi 4krát větší hustoty, ale předpokládá se, že při vytvoření bateriových modulů pro elektromobily by byla výsledná hustota asi jen dvojnásobná. I to je slušné, nicméně stejně jako vědci z MIT, i zde se potýkají s objemovým problémem a především doslova mizernou výdrží. Katoda totiž vydrží jen nějakých 40-50 nabití, což je doslova tragédie. Pro představu, mít elektromobil s dojezdem 500 km, takový akumulátor by měl životnost na 20 až 25 tisíc km. A to je nepřijatelné.

 

Problém je v tom, že při vybíjení katoda přijímá lithiové ionty a vytváří Li2S, jenže při tomto procesu se výrazně zvětšuje objem katody a opakování těchto výrazných objemových změn při vybíjení a nabíjení akumulátoru přináší rychlou degradaci. Vědci tak do katody přidali uhlík a změnili strukturu na jakousi pavučinu. Ta obsahuje mnohem menší množství pojiva, které drží u sebe uhlík a síru, přičemž vzniká více volného místa. Při vybíjení se tak katoda rozměrově tolik nemění, využívá toto volné místo, což zvyšuje životnost.

 

Vědci by chtěli dosáhnout životnost alespoň na 500 nabíjecích cyklů (to už by 500km akumulátor mohl vydržet na 250 tisíc km), nicméně zatím jim nová technologie dovolila dostat se na zhruba 100 cyklů. A to je pořád málo. V letošním roce se plánují první praktické testy v autech a u solárních elektráren v Austrálii. Komerčně dostupné články se ale objeví nejspíše v horizontu 2-4 let, nicméně to by se dle mého názoru musela životnost ještě o dost zvednout.

 

Zdroj: spectrum.ieee.org