Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Nová lacná zliatina môže zdvojnásobiť kapacitu lítiových batérií

Nová lacná zliatina môže zdvojnásobiť kapacitu lítiových batérií
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
3. 11. 2017
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Lítium-iónové batérie sú zdrojom energie pre všetky druhy zariadení, od smartfónov a notebookov až po rastúci trh elektromobilov. Aj preto rastú požiadavky po pokročilých materiáloch, s ktorými budú batérie ľahšie, kompaktnejšie a môžu uskladniť viac energie. Riešením by sa mohla stať nová hliníková zliatina, ktorá spĺňa všetky tri aspekty, pričom výroba batérií by s ňou mala byť rýchlejšia a lacnejšia.

Celé roky sa masovo vyrábané lítium-iónové batérie spoliehali na grafit a meď, materiály pre ich anódy, ktoré slúžia ako komponent pre ukladanie energie počas nabíjania batérie. Vedci pritom už niekoľko rokov hľadajú alternatívne materiály, ktoré by prekonali obmedzenia súčasných, teda vysoké výrobné náklady a obmedzenú skladovaciu kapacitu.

Vytvorenie anódy pre súčasné lítium-iónové batérie je náročný viacstupňový proces, pri ktorom sa grafit nanáša práškovaním na medenú fóliu. No podľa vedcov z Texasskej univerzity v Austine je takýto výrobný proces neefektívny aj z pohľadu samotnej batérie. Novo vyvinutá hliníková zliatina má zjednodušený výrobný postup, ktorý preskočí náročný proces nanášania.

Nový vyvinutý materiál nazvali vedci ako anóda interdigitovanej eutektickej zliatiny (IdEA), ktorá má štvrtinovú hrúbku a polovičnú hmotnosť ako anóda z tradičného materiálu.

Vedci pridali cín priamo do hliníka počas odlievania do blokov, čím sa vytvorila zliatina, ktorá sa môže mechanicky valcovať (čo je lacný a bežný metalurgický legovací proces) do nano-štruktúrovaných kovových fólií. Výsledný materiál nazvali vedci ako anóda interdigitovanej eutektickej zliatiny (IdEA), ktorá má štvrtinovú hrúbku a polovičnú hmotnosť ako anóda z tradičného materiálu.

Počas testovania bola nová anóda zapracovaná do malých verzií lítium-iónových batérií, ktoré boli nabíjané a vybíjané počas merania výkonu. Vedci zistili, že batérie mali dvojnásobnú kapacitu pre uloženie energie oproti batériám s klasickou anódou z grafitu a medi. Kompaktnejšia anóda a teda aj batéria s menšími rozmermi a väčšou kapacitou by mohli znamenať významný pokrok pre výrobcov smartfónov, elektromobilov a ďalšieho nespočetného množstva zariadení. A to nehovoriac o rýchlejšom a lacnejšom výrobnom procese.

Vedci vyvinuli novú anódu z cínu a hliníka (vpravo). Materiál vykazuje dvojnásobnú kapacitu pre ukladanie energie v batérii, ako pri typickej anóde z grafitu a medi (vľavo).

Podobné články