Nové výkonnostní hranice pro lithium-iontové baterie

18. ledna 2019  ·  Mgr. Zdeňka Březinová

Nároky elektronických zařízení na energii se neustále zvětšují a konvenční lithium-iontové baterie, které ještě před pár lety byly horkou technologickou novinkou, dnes již dosahují svého výkonnostního limitu.

Vědci z Chemické fakulty univerzity ve Vídni přišli s objevem, který může tento limit posunout výrazně kupředu. Vyvinuli nový nanostrukturální anodový materiál pro li-iontové baterie, který prodlouží kapacitu a životnost baterií až na neuvěřitelných 3 000 nabíjecích a vybíjecích cyklů, a to i v proudovém režimu až 1 280 miliampérů. Dnešní baterie ztrácejí efektivitu již po zhruba 1 000 cyklech.

Konvenční anody často využívají karbonových materiálů, jako je grafit. Oxidy kovů zajišťují větší kapacitu baterie než grafit, jsou však méně vodivé a značně nestabilní. Vědci nyní přišli na způsob, jak ideálně zkombinovat to nejlepší z obou složek. Vyvinuli nový druh aktivních elektrodových materiálů založený na směsných oxidech kovů a vysoce vodivém a stabilizujícím grafenu.

Výzkumnému týmu Vídeňské univerzity a mezinárodních vědců se v první fázi podařilo v kontrolovaných podmínkách vytvořit homogenní směs mědi a niklu. Za pomoci technologie zvané nanocasting vytvořili strukturovaný nanoporézní materiál, jenž je díky rozsáhlé síti pórů vysoce aktivním reakčním médiem pro transfer lithiových iontů z elektrolytu baterie. V další fázi pak vědci obalili směsné oxidy kovů tenkými vrstvičkami grafenu.

Inovativní výrobní proces na bázi odlupování grafenu v deionizované vodě nabízí jednoduchou a efektivní alternativu k environmentálně problematické produkci současných lithium-iontových baterií. Nově zkoumaná metoda úspornějšího a výkonnějšího zdroje energie teď může najít uplatnění i v přístrojích větších rozměrů a bude při tom z hlediska výrobních nákladů únosnější.

Zdroje:

https://www.rdmag.com/news/2018/...

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/...