Chińscy naukowcy z Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology dokonali przełomowego odkrycia w dziedzinie akumulatorów litowych ze stałym elektrolitem. Opracowana przez nich nowa katoda pozwoliła na znaczące zwiększenie żywotności oraz gęstości energii tych baterii.

Kluczowym elementem przeprowadzonych badań było zmodyfikowanie struktury katody. Jak wyjaśniają sami naukowcy, tradycyjne katody wykonane są z heterogenicznych kompozytów zawierających wiele dodatków. Choć nie są one elektrochemicznie aktywne, to w istotny sposób wpływają na poprawę przewodnictwa katody. Chińczycy doszli do wniosku, że rozwiązaniem problemów będzie wdrożenie strategii homogenizacji katody przy użyciu materiału o zerowym odkształceniu, określanego jako LTG0,25PSSe0,2.

Dzięki temu nowemu rozwiązaniu udało się uzyskać imponujące parametry nowych akumulatorów. Ich pojemność właściwa wynosi 250 mAh na gram, podczas gdy w przypadku konwencjonalnych ogniw litowo-jonowych jest to zaledwie 100-200 mAh na gram. Gęstość energii nowych akumulatorów sięga 390 Wh na kg, podczas gdy klasyczne baterie oferują wskaźniki na poziomie 200-300 Wh na kg.

Najważniejszym osiągnięciem jest jednak wydłużenie żywotności akumulatorów. Przeprowadzone testy wykazały, że na przestrzeni 20 000 cykli ładowania i rozładowywania zmierzono zaledwie 1,2-procentową zmianę objętości przy pracy w temperaturze pokojowej. To rekordowy wynik, biorąc pod uwagę, że klasyczne akumulatory litowo-jonowe tracą znaczną część pojemności już po kilku tysiącach cykli.

Chińscy naukowcy podkreślają, że opracowana przez nich technologia może mieć zastosowanie nie tylko w akumulatorach litowych, ale również w innych rodzajach baterii, takich jak litowo-siarkowe czy sodowo-jonowe. To otwiera drogę do dalszego rozwoju i zastosowania tych rozwiązań w coraz szerszym zakresie.

Nowe akumulatory ze stałym elektrolitem i zmodyfikowaną katodą mogą mieć kluczowe znaczenie dla rozwoju sektora energetycznego opartego na odnawialnych źródłach energii. Długa żywotność i wysoka gęstość energii to cechy, które będą niezbędne do efektywnego magazynowania energii elektrycznej pochodzącej z wiatru, słońca czy innych źródeł. Bez sprawnie działających baterii trudno sobie wyobrazić dalszy rozwój technologii związanych z elektromobilnością czy elektroniką użytkową.

Chińskie osiągnięcie w dziedzinie akumulatorów litowych ze stałym elektrolitem to ważny krok w kierunku stworzenia nowej generacji baterii, które będą cechować się wysoką wydajnością, imponującą gęstością energii i długim czasem użytkowania. To z pewnością przyspieszy transformację energetyczną i rozwój technologii przyszłości.