Nová lithium-sírová baterie funguje v úctyhodném rozmezí teplot  
Nabíjitelné baterie mívají těžkosti s teplotou, ať už příliš nízkou anebo vysokou. Nová lithium-sírová baterie s vylepšeným elektrolytem obstojně funguje od mínus 40 °C do plus 50 °C. Zároveň nabízí velkou kapacitu, slušnou životnost a menší zátěž prostředí, protože síra má oproti tradičně používanému kobaltu v tomto směru výhody.
Testování baterie pro extrémní podmínky. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Testování baterie pro extrémní podmínky. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Hlad po praktické energii je všudypřítomný. Jedním z hlavních směrů výzkum soudobé materiálové vědy je vývoj nových baterií. Jeho součástí je i tým americké University of California, San Diego, který zkoumá nové designy baterií pro extrémní podmínky. Jejich nová lithium-sírová baterie funguje jak v mrazu, tak i ve spalujícím žáru a ještě navíc pojme dvakrát víc energie než konkurenční zařízení.

 

Guorui Cai při testech baterie. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Guorui Cai při testech baterie. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Guorui Cai a jeho kolegové navazují na své úspěchy s elektrolytem, který se váže slaběji na ionty lithia. Tento elektrolyt používají v experimentální lithiové baterii, která má kovovou anodu a katodu založenou na síře. Již dříve prokázali, že tato baterie slušně funguje za teplot hluboko pod bodem mrazu.

 

Teď přicházejí s vylepšeným receptem na elektrolyt. Obsahuje sůl lithia a dibutylether, což je sloučenina s teplotou varu 141 °C, díky čemuž je tento elektrolyt funkční i při vysokých teplotách. V experimentech si tato baterie udržela při teplotě mínus 40 °C 87,5 procent kapacity, zatímco při teplotě 50 °C dosáhla dokonce 115,9 procent původní kapacity. Nový design podle svých tvůrců rovněž nabízí ve srovnání s dnešními lithium-sírovými bateriemi mnohem více cyklů vybití a opětovného nabití.

 

Logo. Kredit: UC San Diego.
Logo. Kredit: UC San Diego.

Baterie, které mohou operovat ve velkém rozmezí teplot, by mohly na jedné straně vést k efektivnějšímu provozu elektrických vozidel v chladném klimatu, a zároveň k omezení nutnosti chlazení elektrických systémů při vyšších teplotách, kvůli přehřátí. Jak říká Chen, baterie elektromobilů bývají vystavované vyšším teplotám. Pokud je nesnesou, tak jejich výkon rychle klesá.

Další výhodou nových lithium-sírových baterií je, že pojmou asi dvojnásobné množství energie oproti soudobým lithiovým bateriím. Elektrické vozidlo s takovými bateriemi by dojelo dvakrát dál než dnes. Třešničkou na dortu je, že síra představuje lépe dostupný a méně problematický prvek než je kobalt, dnes používaný k výrobě katod pro lithiové baterie. To by mělo snížit zátěž výroby baterií pro životní prostředí.

 

Literatura

New Atlas 4. 7. 2022.

Datum: 05.07.2022
Tisk článku

Související články:

Nová zahřívací Li-Ion baterie se nabije pro jízdu elektromobilu za 10 minut     Autor: Stanislav Mihulka (05.11.2019)
Experimentální chlórová baterie pojme mnohem více energie než Li-Ion     Autor: Stanislav Mihulka (30.08.2021)
Natron spustí masovou výrobu revolučních sodík-iontových baterií     Autor: Stanislav Mihulka (17.05.2022)



Diskuze:

LiS

Josef Šoltes,2022-07-07 16:29:28

LiS ve fázi výroby má třeba OXIS energy. Problém těchto baterií je jejich naprosto příšerná životnost, která se jim v průmyslové výrobě nedaří vylepšit. 100 cyklů do 70 % počáteční kapacity je prostě na komerční využití málo. Kapacitně i dalšími parametry jsou jinak celkem v pohodě.

Odpovědět

Hezké, ale přináší to problémy

Václav Dvořák,2022-07-06 23:59:17

Napětí na článek je jen tuším 2.5V to znamená konstrukčně skoro 2x komplikovanější baterie a tímpádem i nabíjení (balancování). Dvojnásobná hustota energie v porovnání s články jaké generace ? Ve výsledku bych řekl, že baterie bude jen o něco lepší než klasická vysokokapacitní lithiová při výše zmíněných nevýhodách. Vyšší rozsah teplot je fajn, ale elektromobily mají teplotní management už celkem propracovaný. Nevidím tam celkově žádnou killer feature.

Odpovědět


Re: Hezké, ale přináší to problémy

Josef Šoltes,2022-07-07 16:30:44

Tohle je nesmysl. Místo 3,6 V na článek máte 2,5 V. Jaké konstrukční problémy to přináší? Oproti lifepo nebo NMC prakticky nic významného. A dvojnásobná hustota s aktuálními články NMC, tedy 600 Wh/kg proti 300 Wh/kg.

Odpovědět

Existence baterií dokazuje, že elektřina není obnovitelný zdroj.

Pavel Molík,2022-07-06 19:53:19

Celá problematika energií a v této návaznosti propagandistické kecy o (ne)obnovitelných zdrojích jsou projevem zeleného fanatismu.

Odpovědět

Je to o dotacích

Petr Vojvodik,2022-07-06 09:17:10

Výzkum baterií je bohatě dotován v celém světě. A taktéž budoucí výroba.
Tedy pobídky ke stavbě baterkáren.
He3da je typický příklad.

Odpovědět


Re: Je to o dotacích

Mirek Bautsch,2022-07-06 15:33:43

https://www.seznamzpravy.cz/clanek/pravda-o-ceske-superbaterce-do-ktere-jsem-nalil-penize-175195
Začal třetí kvartál a baterky pořád nikde...

Odpovědět


Re: Re: Je to o dotacích

D@1imi1 Hrušk@,2022-07-06 16:58:02

Citace z článku: "Osobně si myslím, že sériová výroba se rozjede až v prvním kvartálu 2022, i když Radomír Prus tvrdí, že to bude už letos v říjnu."(rok 2021)

Začal druhý kvartál 2022 a sériová výroba zatím nic...

Odpovědět


Re: Re: Re: Je to o dotacích

Vojta Ondříček,2022-07-06 17:15:19

Začal už třetí kvartál 2022!

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Je to o dotacích

D@1imi1 Hrušk@,2022-07-06 17:23:03

Děkuji ;-)

Odpovědět


Re: Re: Je to o dotacích

Vojta Ondříček,2022-07-06 17:14:31

A skepse je na místě.
První oslavné, či sebechvalné údaje o tomto superproduktu jsou 12 let staré, před deseti lety jsem se dočetl, že výroba běží a první akumulátory (myslím, že šlo o 10kWh) byly dodány švédské armádě k jejich plné spokojenosti. A jinak ticho po pěšině s trapnými výmluvami na "objektivní potíže" (jak známé z doby socializmu) a COVID19.

Připomíná mi to kabaretní představení "studené" fůze vodíku s niklem na měď z té samé doby (Andrea Rossi 2011).

Odpovědět


Re: Je to o dotacích

Josef Hrncirik,2022-07-06 16:48:14

Pekelně to smrdí to pekelnou sírou.
Zahubili i Scihub.
Buy an article 10.1073/pnas.2200392119.
Pro socky je zdarma jen 10.26599/NRE.2022.9120012.
Je o problémech Li-S aku a perspektivách nepatrného přibližování teoretické kapacitě. Dají jen cca 2 V.

Odpovědět


Re: Je to o dotacích

Václav Dvořák,2022-07-07 00:00:31

Tuhle firmu opravdu neee ! I jako vtip je to blbé.

Odpovědět

Ta plusova

Mojmir Kosco,2022-07-05 21:32:09

Hodnota v úvodu tj + 50c je nějaká malá

Odpovědět


Re: Ta plusova

Vojta Ondříček,2022-07-06 15:16:35

Možná mají na mysli povolené rozpětí teploty okolí a tím pádem funkčnost baterky v prostředí od -40 do +50°C.

Je logické, že se baterka zahřívá ztrátovým teplem, zejména při rychlém nabíjení. Příklad, při nabíjecím příkonu 50kW budou tepelné ztráty, spíš víc, než míň, než 5kW. Tohle teplo musí být z baterky průběžně odváděno chladícím systémem. Jinak hrozí její destrukce, nebo drastické zkrácení životnosti.

Jinak - kvalita akumulátoru je definována
účinností procesu nabíjecího a vybíjecího cyklu,
životností, tedy počtem cyklů při definovaném úbytku kapacity až po totální konec,
poměrem "uskladněné" energie k objemu a k hmotnosti,
bezpečnosti provozu a to i v případu mechanické destrukce.

O těchto vlastnostech eventuálního sírovo-lithiového akumulátoru se to buď neví a nebo nechce zveřejnit.

Odpovědět


Re: Re: Ta plusova

Josef Hrncirik,2022-07-07 06:57:29

Obvykle není uváděn vnitřní odpor, natož grafy nabíjecích a vybíjecích křivek a účinnosti tripů se odbudou odkazem na 100% proudovou účinnost, protože náboje došli i na UK. U Lion se opíše vždy 90%, což je ve sporu s grafy, reakčním teplem a nevratnostmi dějů§

Odpovědět

Battery mystery

Mintaka Earthian,2022-07-05 21:11:54

Čím to, že řadu let se měsíc co měsíc se objeví i několik zpráva o nové přelomové energo-technologii a v praxi je po revoluci ticho po pěšině?

Namátkou jen z Osla:

2010
https://www.osel.cz/5008-alternativni-energie-na-pristich-300-000-let-horcik.html
2011
https://www.osel.cz/5874-litr-paliva-za-20-centu.html
2014
https://www.osel.cz/7392-rebarborova-prutokova-baterie.html

O HE3DA ani nemluvě :(

Odpovědět


Re: Battery mystery

Radoslav Porizek,2022-07-05 22:02:19

Kazdy vedecky tym sa snazi vyskumane co najlepsie predat. Preto prehanaju kde sa len da a niekedy aj tam, kde to uz ani pri zachovani pravdivosti nejde. No a pokial autor clanku vychvalovanie vyskumnikov patricne neprefiltruje, tak potom to tak dopadne.

Priznam, ze ja som uz k inforamciam o prelomovych objavoch v bateriach natolko skepticky, ze pokial sa raz podari vyskumat naozaj nieco prelomove, tak uz tomu neuverim. ;)

Odpovědět


Re: Re: Battery mystery

Josef Hrncirik,2022-07-06 08:01:47

Jak vidno zříti z obr. 2, nedostižné výsledky získávají v Arktidě pomocí neodledněného mražáku.

Odpovědět


Re: Re: Re: Battery mystery

Vojta Ondříček,2022-07-06 15:19:36

Ten neodledněný mražák je přímo skvostný. :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Battery mystery

Mirek Bautsch,2022-07-06 15:28:53

To bude asi tím, že kvůli kabelům nedovřou dveře.
Stejné zaledování se mi povedlo vyrobit po nedosunutí šuplíku a nedovření dvířek asi za jeden a půl dne.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Battery mystery

Vojta Ondříček,2022-07-06 16:44:40

Jo, také tak, lednička plná, dveře se samy nedovřely a zaledovatělo to tak, že se sama neodlednila. Systém jeden kompresor, mražák -18°C dole a nahoře lednice. Regulace teplot, nahoře a dole probíhá nějakými přepustnými ventily. Takže jsem ji ve vnitř musel pomoct odšroubováním krytů toho systému a vzdušnám přímotopem. Pak jsem dal na horní dvéřka mikrospínač (vlastní konstrukce a pípák, který se po minutě nedovření dveří pomalu rozpípá, nejdřív krátce, nesměle a pak urgentně. :-) ).

V práci jsem měl klimatizační komoru -25°C až 80°C, RH 0% až 100% a pro ten potřebný svazek kabelů k měřákům měla komora pochopitelně utěsněnou průchodku z boku, jinak by to ani nešlo.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Battery mystery

Daniel Čižinský,2022-07-06 19:32:30

Také jsem si až dodnes myslel, že klimatická komora je běžnou až nutnou součástí každé takovéhle laboratoře...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Battery mystery

Pavel K2,2022-07-06 21:59:19

Jako vedoucí projektu dostanete grant $1 mio. Mezi položkami jsou mimo jiné:
- plat vedoucího projektu
- pořízení klimatické komory
Na které položce ušetříte a které přidáte?

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce







Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace