Grynas ličio metalas turi didžiulį energijos potencialą. Tačiau baterijose jį būtina pažaboti, kad energiją būtų galima naudoti kontroliuojamai, saugiai ir pagal poreikį. Baterijoms reikalinga vidinė struktūra, leidžianti jas įkrauti ir vėliau tą energiją panaudoti. Nuo baterijos architektūros priklauso labai daug, įskaitant ir ličio potencialo naudojimą.

Naujas proveržis baterijų architektūroje leis sukurti elementus, kurie dabartinių talpą pranoks net 10 kartų / Dnn87 nuotr.

Vienas iš svarbiausių dabartinės ličio jonų baterijas ribojančių faktorių – dendritai. Tai – adatas primenančios dalelės, kurios įkraunant bateriją pradeda augti ant anodo paviršiaus. Su laiku tos adatėlės pasiekia kitą baterijos elektrodą ir taip baterija pasiekia savo naudingo gyvenimo pabaigą (ar apskritai sudega). Taigi, dabar mokslininkai ieško būtų, kaip išspręsti dendritų problemą. Ir jau egzistuoja nemažai kūrybingų sprendimų, bet lengvai ir pigiai įgyvendinamo kol kas nėra.

Dabar Pietų Korėjos mokslininkai mano išsprendę dendritų problemą pasitelkę gerai žinomą metalą – litį. Taip, tą patį litį, kuris ir dabar naudojamas ličio jonų baterijų gamyboje. Tačiau tas naujas litis yra kitoks – jis yra itin plonas.

Mokslininkai pradėjo nuo labai smulkių ličio metalo miltelių (pudros), kurie, kartu su ličio nitratu, leido sukurti itin ploną anodą, kurio paviršius nėra tinkamas dendritų formacijoms. Eksperimentinė baterija išliko stabili per 450 ciklų ir eksperimento metu išlaikė 87 proc. savo talpos. Jos efektyvumas siekė 96 proc. Galbūt šie skaičiai neatrodo įspūdingi, bet tai nebuvo masinės gamybos baterija. Jei ši technologija pasiektų gamyklas, nauja baterija būtų tikslesnė ir ilgaamžiškesnė nei ta, kuri buvo bandoma laboratorijoje.

Mokslininkai mano, kad taip būtų galima kurti didesnes ličio metalo, ličio-sieros ir ličio-oro baterijas. Jų talpa potencialiai net 10 kartų viršytų dabartines ličio jonų baterijas. Be to, vengdamos dendritų jos galėtų tarnauti ilgiau. Nors, žinoma reikės dar nemažai tyrimų, kol mokslininkams pavyks sukurti baterijas, kurias būtų galima paleisti į serijinę gamybą ar bent jau išbandyti didesniame mastelyje.

Parengta pagal: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202003769