Bateria de ultimă generație dublează autonomia unei mașini electrice la peste 1000 de km, cu o singură încărcare

Autonomie mult mai mare pentru mașini electrice! Bateria de ultimă generație dublează autonomia vehiculului electric la peste 1000 de km cu o singură încărcare. Oamenii de știință de la Universitatea Stanford au făcut o descoperire în tehnologia bateriilor cu litiu metal, care ar putea ajuta mașinile să parcurgă până la 1000 de km, cu o singură încărcare.

Astfel, s-ar dubla efectiv autonomia bateriilor convenționale litiu-ion. Deși promisiunea este tentantă, drumul spre realizarea acestui deziderat nu este lipsit de obstacole, scrie TheBrighterSide.

Călcâiul lui Ahile din bateriile cu litiu metal constă în pierderea rapidă a capacității de stocare a energiei după doar câteva cicluri de încărcare și descărcare. Acest dezavantaj este foarte incomod pentru șoferii care se bazează pe mașinile electrice.

Descoperirea implică golirea bateriei și lăsarea acesteia să se odihnească timp de câteva ore

Autonomie mult mai mare pentru mașini electrice! În căutarea creșterii longevității bateriei, cercetătorii de la Universitatea Stanford au făcut un pas semnificativ înainte, oferind o soluție simplă, dar eficientă. Wenbo Zhang, doctorand în știința materialelor și inginerie la Stanford și co-autor principal al studiului, a clarificat câteva lucruri:

„Am căutat cea mai simplă, mai ieftină și mai rapidă modalitate de a îmbunătăți durata de viață a litiului metalului.”

Descoperirea, detaliată într-un studiu publicat în revista Nature, implică golirea bateriei și lăsarea acesteia să se odihnească timp de câteva ore. Această metodă, aparent simplă, s-a dovedit a fi remarcabil de eficientă, întinerind capacitatea bateriei și îmbunătățind performanța generală, fără echipamente costisitoare sau modificări materiale.

Autorul principal Yi Cui, o figură proeminentă în știința și ingineria materialelor, a subliniat implicațiile practice ale descoperirii pentru producătorii de vehicule electrice.

„Rezultatele noastre pot oferi informații practice pentru adaptarea tehnologiei cu litiu metalic la condițiile de condus din lumea reală”, a remarcat Cui.

Semnificația acestui progres nu poate fi exagerată, deoarece pune bazele pentru adoptarea comercială pe scară largă a bateriilor cu litiu metalic, revoluționând peisajul vehiculelor electrice. Din punct de vedere tehnic, este esențial să se facă distincția între tehnologiile bateriilor cu litiu metal și litiu-ion. Bateriile tradiționale litiu-ion au anozi de grafit și catozi de oxid de litiu metalic, separați printr-un mediu electrolit, care facilitează transferul ionilor de litiu.

O mașină echipată cu o baterie cu litiu metal ar avea o autonomie de două ori mai mare

Autonomie mult mai mare pentru mașini electrice! În schimb, bateriile cu litiu metal înlocuiesc anodul de grafit cu litiu metal galvanizat, dublând efectiv capacitatea de stocare a energiei în același volum.

Philaphon Sayavong, co-autor principal al studiului, a elucidat semnificația acestei înlocuiri:

„O mașină echipată cu o baterie cu litiu metal ar avea o autonomie de două ori mai mare decât un vehicul cu litiu-ion de dimensiuni egale.”

Acest salt în eficiență ar putea elimina anxietatea în rândul șoferilor care ezită să achiziționeze vehicule electrice. Cu toate acestea, degradarea rapidă a bateriilor cu litiu metalic reprezintă o provocare impresionantă, riscând să le submineze viabilitatea pentru adoptarea pe scară largă.

Principalul responsabil din spatele acestei degradări constă în formarea unei matrice de interfază a electrolitului solid (SEI), care prinde bucăți izolate de litiu metalic în timpul descărcării bateriei.

Dizolvarea matricei SEI reziduale și recuperarea ulterioară a fragmentelor de litiu

Autonomie mult mai mare pentru mașini electrice! Wenbo Zhang a explicat acest fenomen:

„Matricea SEI înconjoară bucăți izolate de litiu metalic scoase din anod și le împiedică să participe la orice reacții electrochimice.”

Ca urmare, aceste fragmente izolate de litiu devin inactive, contribuind la reducerea capacității bateriei în timp. Inspirându-se din cercetări antrioare, care au demonstrat dizolvarea matricei SEI în perioadele de inactivitate a bateriei, echipa de la Stanford s-a angajat într-un experiment nou. Permițând bateriei să se odihnească într-o stare descărcată, ei au observat un fenomen remarcabil: dizolvarea matricei SEI reziduale și recuperarea ulterioară a fragmentelor de litiu moarte.

Implicațiile practice ale acestei descoperiri sunt cruciale. Având în vedere că șoferul american obișnuit petrece aproximativ o oră pe zi la volan, noțiunea de a opri o baterie timp de câteva ore este eminamente fezabilă. În plus, implementarea acestui protocol nu necesită revizii costisitoare ale producției. Wenbo Zhang a evidențiat simplitatea abordării lor:

„Puteți implementa protocolul nostru când simțiți că este necesar pentru a scrie codul sistemului de gestionare a bateriei.”