6000 ciklust is kibír az új szilárdtest-akkumulátor

A következő generációs akkumulátortechnológiák kulcsfontosságúak a zöldebb energiaforrásokra való áttérés elősegítése szempontjából, és elengedhetetlenek ahhoz, hogy a világ elérje a nettó zéró célokat. Ennek érdekében egy kutatócsoport olyan lítium-fém akkumulátort fejlesztett ki, amely jelentősen hosszabb élettartamot kínál, illetve legalább hatezerszer tölthető és lemeríthető.

A Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) csapata szerint ez jelentős előrelépés a piacon kapható más akkumulátorcellákhoz képest. Ráadásul ez az akkumulátor néhány perc alatt újratölthető, ami megnyitja a kapukat a gyorstöltési képességek előtt.

Xin Li, a SEAS anyagtudományi docense által vezetett munka újszerű megközelítést és anyagokat mutat be a lítium-fém anódot használó szilárdtest-akkumulátorok előállítására. A csapat Nature Materialsban bemutatott munkája megnyitja az utat a jövő életképes szilárdtest-akkumulátor-konstrukciói előtt. Ezen akkumulátorok kifejlesztése során jelentős kihívást jelent a dendritek növekedése az anódfelületen.

A dendritek a töltési folyamat során alakulnak ki, amikor a lítiumionok a katódról az anódra kerülnek. Ez a jelenség a lemezesedés, aminek következtében szabálytalan, nem egyenletes felület alakul ki (hasonlóan ahhoz, ahogy a fogkő jön létre). A kisülés során ezt a plakkszerű bevonatot el kell távolítani az anódról, de az egyenetlen lemezesedés lelassíthatja a folyamatot, ami a kutatók szerint hibákhoz vezet: hozzájárul a későbbi töltések során a további szabálytalan lemezesedéshez.

A kutatók az elméletük igazolására kifejlesztettek egy postabélyeg méretű akkumulátort, ami 6000 ciklus után is megőrizte 80 százalékos kapacitását – felülmúlva ezzel a jelenlegi piacon lévő tasakcellás akkumulátorokat.

„Korábbi kutatások megállapították, hogy más anyagok, köztük az ezüst, jó anyagként szolgálhatnak a szilárdtest-akkumulátorok anódjánál. Kutatásunk megmagyarázza a folyamat egyik lehetséges mögöttes mechanizmusát, és utat nyit az új anyagok azonosításához az akkumulátorok tervezésekor” – magyarázta közleményben Li.

Gábor János, Okosipar.hu