Novi protokol bi mogao da značajno smanji starenje baterija tokom vremena.
Iako su jedno od najpraktičnijih i najefektivnijih rješenja za skladištenje i isporuku električne energije, litijum-jonske baterije imaju ograničenja koja ometaju efektivan razvoj novih tehnologija. Ipak, dok čekamo alternativu, istraživači sada kažu da mogu učiniti da litijum-jonske baterije rade bolje i duže.
Tim istraživača sa instituta Helmholtz-Zentrum Berlin i Humboltovog univerziteta u Berlinu razvio je alternativno rješenje za punjenje koje bi učinilo da litijum-jonske baterije traju mnogo duže nego što je to trenutno slučaj. Istraživanje je pokazalo da promjenom načina na koji se struja isporučuje u materijale elektrolita, baterija postaje otpornija i zadržava veći kapacitet nakon nekoliko stotina ciklusa punjenja i pražnjenja.
Jedan od najvećih problema litijum-jonskih baterija je to što se njihov kapacitet vremenom smanjuje. Najbolje komercijalne Li-Ion baterije koriste elektrode napravljene od jedinjenja poznatog kao NMC532 i grafita, i obezbjeđuju radni vijek do 8 godina.
Tradicionalne metode punjenja koriste konstantnu struju (CC), a istraživači su utvrdili da ovaj vid jednosmjerne struje uzrokuje zadebljanje interfejsa čvrstog elektrolita anode i pukotine u strukturama NMC532 i grafitnih elektroda. Posljedica je značajan gubitak kapaciteta, ali istraživači su pronašli rješenje.
Umjesto konstantne struje, tim je osmislio protokol punjenja zasnovan na pulsirajućoj struju (PC). Nakon ekstenzivnog punjenja baterija PC protokolom, tim je otkrio da ova metoda promoviše "homogenu distribuciju" litijum jona u grafitu, a rezultati su pokazali da je interfejs znatno tanji, kao i da su materijali elektroda pretrpjeli manje strukturnih promjena.
"Pulsno punjenje moglo bi da donese mnoge prednosti u pogledu stabilnosti materijala elektroda i interfejsa i značajno produži radni vijek baterija", kaže Džulija Koval, koautorka studije.
Koliko bi radni vijek baterije bio duži? Testovi su pokazali da PC punjenje može udvostručiti radni vijek komercijalnih litijum-jonskih baterija, uz zadržavanje kapaciteta od 80 odsto.