Zespół naukowców z renomowanego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang oraz Uniwersytetu w Sogang opracowali baterię litowo-jonową z anodą krzemowo-polimerową, która może pozwolić na osiąganie zasięgów dochodzących do 5000 km na jednym ładowaniu.
Krzem zamiast grafitu
Tradycyjnie w anodach baterii litowo-jonowych stosowano grafit, który zapewnia stabilną prace baterii, jednak kosztem gęstości energetycznej. A to znacząco ogranicza czas użytkowania rzeczy, które są nimi zasilana – czy to telefonów komórkowych, czy też właśnie samochodów. Dlatego też standardem w branży jest około 500 km zasięgu, przy baterii o pojemności 90 kWh.
Zastosowanie krzemu zamiast grafitu pozwala na osiągnięcie 10-krotnie wyższej gęstości energetycznej, jednak póki co ma on jedną bardzo poważną wadę. Podczas rozładowywania i ładowania baterii dochodzi do jego rozszerzania się, co powoduje pęknięcia oraz utratę wydajności.
Koreańscy naukowcy opracowali jednak polimerowy aglutynat, który jest w stanie połączyć poszczególne cząsteczki w taki sposób, że struktura staje się wystarczająco wytrzymała, aby nie dochodziło do pęknięć i tym samym baterię z taką anodą można bez problemów wielokrotnie ładować i rozładowywać. Dodatkowo, użycie glikolu polietylenowego poprawia właściwości fizyczne polimeru i ułatwia dyfuzję jonów litu, co pozwala tworzyć grube elektrody o wysokiej gęstości energetycznej.
Według badań bateria o porównywalnych wymiarach co obecne układy 90 kWh mogłoby z takimi anodami oferować zasięg na poziomie 5000 km. Czyli praktycznie 10 razy więcej. To pozwalałoby dojechanie z Warszawy do Barcelony oraz powrót na jednym ładowaniu. Nawet trochę energii powinno jeszcze trochę zostać w samochodzie.
ZOBACZ RÓWNIEŻ: Czy samochody elektryczne będą napędzane solą?
fot. Paweł Zając
Kiedy produkcja?
Gdyby taka bateria weszła do produkcji to właśnie auta elektryczne stałyby się samochodami z największym zasięgiem lub tez można by znacząco zmniejszyć rozmiar baterii i ograniczyć negatywny wpływ jej wagi na osiągi.
Gdyby jest tu jednak słowem klucz. Prace są jak na razie na etapie eksperymentów laboratoryjnych, które polegają na samym stworzeniu baterii. Z laboratorium jeszcze daleka droga do potencjalnego wprowadzenia tego rozwiązania na rynek.
Nie są jeszcze znane nawet koszty, rzeczy, które trzeba by zmodyfikować, żeby stworzyć wersje produkcyjną, ani nawet czy jest to możliwe w sposób niezawodny i opłacany.
ZOBACZ RÓWNIEŻ: Ile kosztuje ładowanie samochodu elektrycznego w 2025 roku?
Fot. BYD
Czy potrzebujemy tak dużych baterii?
Tutaj może pojawić się też pytanie czy w ogóle potrzebujemy tak dużych baterii? Tak, ponieważ jak wspominaliśmy wcześniej nie koniecznie potrzebujemy 5 000 km zasięgu, ale możemy potrzebować o połowę mniejszych baterii, co miałoby pozytywny wpływ na osiągi oraz zużycie energii.
Zwiększenie zasięgu pozwoliłoby na ściągnięcie przynajmniej części barier, które ograniczają adopcję samochodów na rynku i pozwoliłoby to na oszczędności infrastrukturalne. Trzeba jednak pamiętać, że sama pojemność baterii to nie jedyna przeszkoda, a ważnymi elementami są także czas ładowania oraz cena energii.
