Nový gelový elektrolyt pro trvanlivější a bezpečnější bezanodové lithiové akumulátory.
Výzkumníci z Columbia Engineering představili nový gelový elektrolyt, který by mohl významně zlepšit vlastnosti bezanodových lithiových baterií. Nový materiál prodlužuje životnost článků, zvyšuje jejich tepelnou stabilitu a přibližuje tuto perspektivní technologii praktickému využití.
Lithium – nejlehčí prvek ze skupiny alkalických kovů, značně reaktivní.
Bezanodové baterie – baterie se standardně skládají z katody, anody a elektrolytu. Bezanodové baterie při výrobě neobsahují aktivní anodový materiál. Při prvním nabíjení se kovové lithium ukládá na proudový kolektor a vytváří vrstvu, která následně plní funkci anody.
Elektrolyt obsahuje tzv. salt-phobic polymerní síť (soli-odpuzující), to znamená, že odpuzuje lithnou sůl a naopak přitahuje rozpouštědlo. Tím vytváří oblasti s odlišným složením, ve kterých jsou lithné ionty koordinovány více anionty než molekulami rozpouštědla.
Elektrolyt a jeho chování v akumulátoru byly studovány pomocí NMR spektrosopie, Ramanovy spektroskopie a mikroskopických technik.
Akumulátory s novým elektrolytem mají nejen lepší trvanlivost, ale i větší teplotní odolnost. Testované články si zachovaly více než 80 % původní kapacity i po stovkách nabíjecích a vybíjecích cyklů, což je pro bezanodové lithiové baterie velmi slibný výsledek. V testech mechanického poškození si články s novým gelovým elektrolytem zachovaly stabilitu i při provrtání, zatímco srovnatelné články s běžným kapalným elektrolytem vykazovaly výrazně horší bezpečnostní vlastnosti. Těchto výborných výsledků bylo navíc dosaženo za podmínek blízkých praktickému nasazení v elektromobilech.
Tato práce by mohla být základem pro vývoj nových, trvanlivějších a bezpečnějších lithiových akumulátorů. Nutnou podmínkou je samozřejmě převedení této technologie do průmyslového měřítka, což není triviální záležitost.