Új kutatás szerint olcsó kémiai adalékanyagokkal lelassítható a lítium-ion akkumulátorok kopása, hosszabb élettartamot biztosítva elektromos autók és elektronika számára.
© A. Krivonosov
A mobiltelefonok, laptopok és elektromos autók akkumulátorainak élettartama jelentősen javulhat – drága vagy egzotikus technológiák nélkül. A tudósok egy viszonylag egyszerű kémiai megközelítést javasoltak, amely lelassíthatja a lítium-ion akkumulátorok kopását, hosszabb ideig megőrizve kapacitásukat.
A boda.su által közölt információk szerint ezeknek az akkumulátoroknak a fő problémája jól ismert: minden töltési-kisütési ciklus során a belső anyagok fokozatosan lebomlanak. A klasszikus lítium-ion cella kialakításában van egy anód, egy katód és egy elektrolit, amelyen keresztül a lítiumionok mozognak. A kezdeti ciklusok során az anód felületén egy védőréteg alakul ki, amely stabilizálja az akkumulátor működését és megakadályozza az elektrolit további lebomlását – ez egy régóta tanulmányozott és hasznos folyamat.
A katód összetettebb kihívást jelent. Magas feszültségek és hosszú terhelések hatására az elektrolit továbbra is káros reakciókba bonyolódik, ami a védőréteget instabillá teszi. Ez felgyorsítja az akkumulátor kopását és kapacitásvesztéshez vezet, különösen a nagy teljesítményű eszközökben és elektromos járművekben.
A kutatók által bemutatott megoldás nem igényli az akkumulátor kialakításának radikális áttervezését. Ehelyett speciális kémiai komponensek hozzáadását foglalja magában közvetlenül az elektrolithoz. Ezek az adalékanyagok először a katód felületével reagálnak, egy stabilabb védőfilmet képezve, amely csökkenti az oldalreakciókat és lelassítja az anyagok lebomlását.
A kísérletek azt mutatják, hogy még olcsó, jól ismert vegyületek is jelentősen növelhetik az akkumulátor által elviselhető működési ciklusok számát. Fontos hangsúlyozni, hogy ez a megközelítés nem igényel ritka anyagokat vagy bonyolult gyártási folyamatokat – kompatibilis a meglévő technológiákkal.
A tudósok úgy vélik, ez az optimalizálás különösen fontos az elektromos járművek és a hordozható elektronika esetében, ahol az akkumulátor élettartama közvetlenül befolyásolja a tulajdonlási költségeket és az eszközök élettartamát. Bár a módszer még kutatási fázisban van, már most az egyik legígéretesebb iránynak tekintik a lítium-ion akkumulátor technológia fejlesztésében.