Akumulatory litowo-jonowe są dzisiaj w powszechnym użyciu – o tym jest przekonany każdy z nas. Montowane są w urządzeniach elektronicznych czy w samochodach elektrycznych. Jest to generacja baterii z ciekłym elektrolitem, co niestety oznacza, że mogą one w sytuacjach przegrzania dokonać samozapłonu. O wiele wyższym bezpieczeństwem cechują się akumulatory z elektrolitem w stanie stałym.
Czytaj też: O akumulatorach litowych nikt już nie chce słuchać. Indie wyszły z lepszą propozycją
Baterie, o których mowa to dokładnie all-solid-state lithium batteries (ASSLB). Wymagają jednak one wielu ulepszeń. Dotychczasowo stosowane w nich elektrolity o strukturze amorficznej sprawiają, że owe akumulatory mają stosunkowo niską gęstość energii.
Stały elektrolit chlorkowy w akumulatorach litowo-jonowych
Grupa chińskich naukowców pod kierownictwem prof. Yao Hongbin z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii opublikowała w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society wyniki badań nad zupełnie nowym amorficznym stałym elektrolitem. Zamiast tlenoazotku fosforu wykorzystali chlorek tantalu i litu. Uczeni zwracają uwagę na to, że krystaliczne halogenki takie jak fluorki, chlorki, bromki czy jodki są bardzo obiecującą klasą materiałów, które mogą przyczyniać się do wzrostu gęstości energii w ASSLB.
Czytaj też: Chiny postawiły krzyżyk na akumulatorach. Nowe prawo doprowadzi do globalnego kryzysu
Zatem zaproponowany przez chińskich naukowców amorficzny chlorek tantalu i litu (LiTaCl6) zdaje się być dobrym wyborem. Zwłaszcza jeśli mowa o akumulatorach z katodami o wysokiej zawartości niklu, z którymi wskazany elektrolit okazał się w drodze testów wysoko kompatybilny.
W artykule możemy również zapoznać się z parametrami fizyko-chemicznymi ewentualnego akumulatora ze stałym elektrolitem z amorficznego chlorku i niklową katodą. Po 800 cyklach pracy w temperaturze około 3 st. C bateria zachowałaby wciąż 99 proc. swojej pojemności. Jeśli ten wynik nam nie imponuje, to warto dodać, że zaprojektowany akumulator nawet po 9800 cyklach i przy zachowanych 77 proc. pierwotnej pojemności potrafiłby wciąż działać w temperaturach rzędu -10 st. C.
Czytaj też: Tego o akumulatorach nie wiedział nikt. Odkryli wadę, którą trzeba naprawić, zanim trafią do elektryków
Autorzy badań twierdzą, że ich odkrycie utoruje drogę do produkcji akumulatorów o wysokiej wydajności. Nie wspominają jednak o fakcie, że światowe zasoby niklu są dość ograniczone i eksploatuje się je tylko w kilku krajach na świecie. Zatem projektując nowe akumulatory, powinniśmy również brać pod uwagę dostępność konkretnych surowców.
