Nove litijum-metalne čvrste baterije obećavaju 80 odsto širu autonomiju u odnosu na li-ion
Prethodni pokušaji da se kreira separator u čvrstom stanju, sposoban da funkcioniše s litijumom pri visokoj stopi protoka električne energije, generalno je zahtevao kompromise po drugim pitanjima vezanim za samu ćeliju
QuantumScape Corporation je objavio podatke vezane za performanse, demonstrirajući da najnovija tehnologija litijum-metalnih baterija u čvrstom stanju rešava jedan od fundamentalnih problema koji sprečava široko usvajanje čvrstih baterija visoke energetske gustine, uključujući brzinu punjenja, životni ciklus, bezbednost i radnu temperaturu. QuantumScapeova čvrsta baterija je dizajnirana tako da može da obezbedi 80 odsto širu autonomiju u poređenju s današnjim litijum jonskim baterijama.
Novoobjavljeni rezultati, bazirani na testiranju jednoslojnih baterijskih ćelija, pokazuju da su separatori u čvrstom stanju sposobni da rade pri visokom protoku energije, obezbeđujući punjenje 80 odsto kapaciteta baterije za samo 15 minuta, što je brže od bilo koje konvencionalne baterije ili alternativnih pristupa u čvrstom stanju.
Pored toga, podaci pokazuju da je tehnologija koju je razvio QuantumScape kadra da podrži prelazak stotina hiljada kilometara, kao i da je dizajnirana tako da može da funkcioniše u širokom temperaturnom rasponu, pa čak i pri -30 stepeni Celzijusa, što je takođe demonstrirano u testovima.
Ispitivane ćelije su bile jednoslojnog tipa velike površine u vidu „vrećica“, u ciljanoj komercijalnoj formi s nultim prekoračenjem litijuma na anodi i debelim katodama (>3mAh/cm2), koje rade brzinom jednosatnog punjenja i pražnjenja (1C punjenje i 1C pražnjenje) pri 30 stepeni Celzijusa. Ova testiranja su demonstrirala izuzetne performanse ovih jednoslojnih ćelijskih vrećica, čak i pri visokoj energetskoj eksploataciji, što je rezultiralo zadržavanjem kapaciteta većim od 80 odsto nakon 800 ciklusa (pokazujući visoku niobijumsku efikasnost, veću od 99,97 odsto).
Pored svoje sposobnosti da funkcioniše pri visokoj stopi protoka električne energije, isporučujući visoku energetsku gustinu, u ostale ključne karakteristike QuantumScapeove čvrste litijum-metalne baterije ubrajaju se:
Nulto prekoračenje litijuma: Pored eliminacije ugljenične ili ugljenično-silikonske anode, QuantumScapeov dizajn dodatno povećava energetsku gustinu, jer ne koristi prekomerni litijum na anodi. U nekim prethodnim pokušajima, baterije u čvrstom stanju su koristile litijumsku foliju ili drugu vrstu anode s deponovanim litijumom, što je smanjivalo energetsku gustinu.
Dugovečnost: Iz razloga što eliminiše sporedne reakcije između tečnog elektrolita i ugljenika u anodi konvencionalne litijum-jonske ćelije, baterije QuantumScapea su kreirane na taj način da mogu da obezbede stotine hiljada pređenih kilometara. Alternativni pristupi kada je reč o baterijama u čvrstom stanju, s litijum-metalnom anodom, poslovično nisu demonstrirali sposobonost da funkcionišu pouzdano pri sobnim temperaturama (30 stepeni Celzijusa) s nultim prekoračenjem litijuma pri visokoj gustini električne energije (>3mAh/cm2) više od par stotina ciklusa, što bi na kraju rezultiralo kratkim spojem ili gubitkom kapaciteta pre ostvarivanja željene dugovečnosti. Za razliku od njih, rezultati testiranja QuantumScapeove tehnologije baterija su pokazali da one mogu da prođu preko 800 ciklusa s retencijom kapaciteta većom od 80 odsto.
Rad pri niskim temperaturama: QuantumScapeov separator u čvrstom stanju je dizajniran tako da može da funkcioniše u širokom temperaturnom rasponu, a testiran je na -30 stepeni Celzijusa, što je temperatura pri kojoj druge baterije u čvrstom stanju ne mogu da budu operativne.
Bezbednost: Separator u čvrstom stanju nije zapaljiv i sposoban je da izoluje anodu od katode, čak i pri veoma visokim temperaturama, mnogo višim od konvencionalnih organskih separatora koji se koristi u litijum-jonskim baterijama.
Vrele Gume
Priredio: Pavle Barta
