Ena od pomanjkljivosti naj bi bilo nastajanje drobnih kovinskih konic kot posledica trdne strukture elektrolita. Te povzročajo kratek stik, raziskovalcem pa naj bi zdaj uspelo ugotoviti enega poglavitnih vzrokov in razviti rešitev.
Številne prednosti baterij z elektrolitom v trdnem stanju
Razvoj baterij z elektrolitom v trdnem stanju poteka že vrsto let, vendar kljub vsem optimističnim napovedim trenutno na trgu še vedno ni električnega avtomobila s tovrstno tehnologijo baterij. Po besedah avtomobilskih proizvajalcev naj bi baterije z elektrolitom v trdnem stanju omogočale večjo energijsko gostoto in posledično daljši doseg, hitrejše polnjenje, obenem pa naj bi občutno zmanjšale oziroma odpravile nevarnost vžiga, h kateremu so nagnjene baterije s tekočim elektrolitom v primeru poškodb ali parametrov izven dovoljenih meja.
Odkrili vzrok nastajanja kovinskih konic
Raziskovalci MIT so v sodelovanju s kolegi iz Tehniške univerze v Münchnu odkrili pomemben vzrok nastajanja kovinskih konic, ki povzročajo škodo baterijam in odkrili način, kako se jim izogniti. Po njihovih ugotovitvah je trdni elektrolit (material, ki omogoča gibanje ionov med anodo in katodo), sestavljen iz velikega števila mikroskopsko majhnih kristalnih zrn, tesno stisnjenih skupaj. Posamezna zrna ločujejo tako imenovane “meje zrn” (grain boundaries), ki naj bi bile srž problema. Kot so zapisali v znanstveni reviji Nature Nanotechnology, imajo meje zrn skrito električno neravnovesje, zaradi katerega se litijevi ioni težje premikajo skozi baterijo. Elektroni se kopičijo na teh mejah, zato nastaja električno neravnovesje, ki spodbuja nastanek dendritov oziroma drobnih konic iz kovinskega litija, ki rastejo v notranjosti baterije in povzročajo kratke stike in poškodbe.
Raziskovalna skupina je proučevala trdni elektrolit (litijev lantan-cirkonat) s pomočjo umetne inteligence in drugih naprednih metod za kartiranje toka električnega naboja preko meja zrn in odkrila vzrok neravnovesja ter prilagodila postopek izdelave elektrolita. S tem so omogočili lažje gibanje litijevih ionov brez nastajanja dendritov in istočasno zmanjšali energijske izgube. Laboratorijski preizkusi so prinesli obetavne rezultate, saj so dosegli več kot 300 odstotkov višjo gostoto električnega toka kot pri primerjalnem vzorcu brez te rešitve, kar naj bi v praksi pomenilo hitrejše polnjenje in praznjenje in daljšo življenjsko dobo v primerjav s trenutno tehnologijo baterij z elektrolitom v trdnem stanju.
Seveda nastajanje drobnih kovinskih konic ni edina ovira za pričetek množične uporabe baterij z elektrolitom v trdnem stanju – avtomobilski proizvajalci se poleg tehnoloških izzivov še naprej soočajo tudi z vprašanjem zniževanja proizvodnih stroškov in množične proizvodnje brez napak.
Avtomobilizem.com (Foto: QuantumScape.)
Mnenja uporabnikov
Napiši prvo mnenje!
Za komentiranje moraš biti prijavljen