Pozrite si
SSB batérie (solid-state batteries), ktoré „používatelia automatických prekladov“ nazývajú „polovodičovými batériami“ dostali svoje pomenovanie kvôli použitému elektrolytu a s polovodičmi majú pramálo spoločného. Tieto batérie používajú pevný elektrolytický materiál, cez ktorý prúdia ióny na nabíjanie a vybíjanie, namiesto tekutého elektrolytu používaného (nielen) v bežných lítium-iónových batériách. To ponúka výhody, ako vyššia hustota energie a znížená náchylnosť na požiare.
Na materiálovej úrovni je vyššia hustota energie článku výsledkom zavedenia tenkej lítiovej kovovej anódy spolu s dostatočne tenkou zložkou tuhého elektrolytu. Vývoj nákladovo efektívnej architektúry pre ich masovú výrobu však zostával hudbou budúcnosti. Teraz v rámci projektu SOLiDIFY spoločnosť imec a jej 13 európskych partnerov vytvorili prototyp vysoko výkonnej lítium-kovovej batérie s pevným elektrolytom.
Obsah pokračuje pod reklamou
V tomto smere sa zrejme rysuje nádej, ale či budú SSB batérie z dielne konzorcia európskych výskumníkov oným „svätým grálom“ elektromobility, zatiaľ vôbec nie je isté. Ale na to sme si už mohli pri senzačných ohláseniach prelomových batérií zvyknúť. Vreckový článok vyrobený v najmodernejšom batériovom laboratóriu EnergyVille (Genk, Belgicko) dosiahol výnimočnú energetickú hustotu 1070 Wh/L. Pre porovnanie, súčasné špičkové Li-ion batérie dosahujú maximum 800 Wh/L, takže ide o cca 25-percentné zlepšenie.
Dôležité je, že sa to podarilo dosiahnuť s výrobným procesom, ktorý je zvládnuteľný pri izbovej teplote, prispôsobiteľný súčasným výrobným linkám lítium-iónových batérií a produkuje batérie za cenu menej ako 150 EUR (približne 167 USD) za kWh.
SSB batéria imec fungovala aj po teste penetrácie 3 klincami
Prelomom bola technológia „tuhnutia kvapaliny do tuhej látky“. To znamená, že tuhý elektrolyt prototypu používa „dopovanú polymerizovanú iónovú kvapalinu“ v tenkej 50 mikrometrovej vrstve. Elektrolyt je lemovaný vysokokapacitnou kompozitnou katódou na jednej strane a tenkou lítiovou kovovou anódou na druhej strane, výsledkom čoho je kompaktný zväzok batériových článkov.
Na rozdiel od energetickej hustoty však cena pod 150 EUR / kWh žiadnu revolúciu nepredstavuje. Podľa TrendForce sa priemerná cena LFP (lítium-železo-fosfát) článkov už v júli 2023 pohybovala v prepočte na úrovni zhruba 93 USD / kWh, čo je asi 83,7 EUR / kWh.
Li-ion batérie NCM (lítium-nikel-mangán-kobalt) sú len o málo drahšie s cenou okolo 108 USD / kWh (97 EUR / kWh) v roku 2023.
Neoslnia ani ďalšie parametre novej batérie. Konzorciu sa síce podarilo zvýšiť rýchlosť nabíjania článku na tri hodiny a životnosť na 100 cyklov, čím sa prekonali problémy s mechanickou pevnosťou a impregnáciou katódy, ale v praxi je takáto batéria v podstate nepoužiteľná.
Moderné lítium-iónové batérie pre elektromobily majú bežnú životnosť 2 000 a viac nabíjacích cyklov, v prípade LFP batérií kľudne aj 4 000, a dokážu sa nabíjať za menej ako hodinu.
Technológia zjavne vyžaduje ďalšie vylepšenia, aby bola praktická na priemyselnej úrovni. Stojí to však za námahu, pretože SSB batérie by nakoniec mohli priniesť vyššiu hustotu energie, kratšie nabíjacie časy a lepšiu bezpečnosť. A to všetko za nižšiu cenu. Kedy to už konečne bude? Japonská Toyota, ktorá je držiteľom stoviek patentov na SSB batérie, odhaduje ich masovú výrobu po roku 2030. Takže vaše ďalšie auto už bude možno elektromobil s omnoho lepšími parametrami ako tie dnešné.