Baterie używane dziś mają wiele zalet, ale również sporo wad. Ulegają degradacji a ich pojemność z czasem spada, aby po wielu cyklach ładowania osiągnąć poziom poniżej 70% swojej pierwotnej pojemności co eliminuje je z użytkowania. Właśnie bariera 70% stanowi według producentów nieprzekraczalną granicę.
Jednak naukowcy ciągle szukają nowych rozwiązań, poprawiających parametry, trwałość i bezpieczeństwo nowych ogniw.
"Zespół badawczy z Krajowego Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku (PNNL) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych opracował akumulator sodowo-jonowy o znacznie wydłużonej żywotności. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Nature Energy , dostarczają obiecującego przepisu na akumulator, który pewnego dnia może zasilać pojazdy elektryczne i magazynować energię słoneczną. Naukowcy zmienili składniki, z których składa się płynny rdzeń baterii. Ta zmiana zapobiega problemom z wydajnością, które powodowały problemy w przypadku poprzednich akumulatorów sodowych.
Jak wyjaśnia PNNL, w akumulatorach elektrolit jest krążącą „krwią”, która utrzymuje przepływ energii. Elektrolit tworzy się przez rozpuszczanie soli w rozpuszczalnikach, co skutkuje naładowanymi jonami, które przepływają między dodatnią i ujemną elektrodą. Z biegiem czasu reakcje elektrochemiczne, które utrzymują przepływ energii, spowalniają, a bateria nie może się już naładować. W obecnych technologiach akumulatorów sodowo-jonowych proces ten przebiega znacznie szybciej niż w akumulatorach litowo-jonowych. Zespół PNNL zajął się właśnie tym problemem, zmieniając płynny roztwór i rodzaj przepływającej przez niego soli, aby stworzyć nową recepturę elektrolitu.
Po raz pierwszy w historii naukowcy znacznie zwiększyli liczbę cykli ładowania (ponad 300) przy minimalnej utracie pojemności (zachowanie > 90% pierwotnej pojemności) w baterii wielkości monety w testach laboratoryjnych. Jak wyjaśnia PNNL, obecna receptura elektrolitu dla akumulatorów sodowo-jonowych powoduje z czasem rozpuszczanie się warstwy ochronnej na ujemnym końcu (anodzie). Ten ochronny film ma kluczowe znaczenie, ponieważ umożliwia przenikanie jonów sodu, jednocześnie oszczędzając żywotność baterii. Technologia zaprojektowana przez PNNL działa poprzez stabilizację tej folii ochronnej. Nowy elektrolit generuje również ultra cienką warstwę ochronną na biegunie dodatnim (katodzie), która przyczynia się do dodatkowej stabilności całego urządzenia.
Co jest bardzo ważne jest to technologia niepalna...
Nowo opracowana przez naukowców PNNL technologia jonów sodowych wykorzystuje naturalny roztwór który jest niepalny, dodatkowo jest również odporny na zmiany temperatury i może działać przy wysokich napięciach. Jednym z kluczowych elementów tej funkcji jest ultra cienka warstwa ochronna, która tworzy się na anodzie. Ta warstwa pozostaje stabilna po uformowaniu, zapewniając długi cykl życia opisany w dokumentach. Technologia jonów sodowych nadal pozostaje w tyle za litem, jeśli chodzi o gęstość energii. Ale ma swoje unikalne zalety, takie jak odporność na zmiany temperatury, stabilność i długi cykl życia. Te zalety okażą się cenne dla zastosowań niektórych lekkich pojazdów elektrycznych, a w przyszłości być może będą się nadawać do magazynowania energii w sieci."
Naukowcy nie spoczywają na laurach, ciągle ulepszając istniejące rozwiązania. Zmieniają składy chemiczne, stosują nowe stopy i mieszanki elektrolitów. Walczą z pojawiającymi się na anodzie i katodzie dendrytami, będącymi niebezpiecznym zjawiskiem w bateriach i trzeba przyznać że mają na tym polu coraz większe sukcesy. Baterie są coraz bardziej trwałe, bezpieczniejsze, coraz szybciej się ładują, są wreszcie coraz bezpieczniejsze, a wypadki samozapłonów to zaledwie promil przypadków. Nie ma tu rewolucji, jest to raczej ewolucja napędu bateryjnego we wschodzącym rynku pojazdów napędzanych właśnie bateriami trakcyjnymi.
Źródło: Electrec.co
