Auto na vítr přejelo AustráliiREKORD
Auto na vítr přejelo Austrálii
4000 elektromobilů v PařížiFRANCIE
4000 elektromobilů v Paříži
Evropská dobíjecí síť pro USADOBÍJENÍ
Evropská dobíjecí síť pro USA
Spotřeba klesá, ČR je výjimkaČESKO
Spotřeba klesá, ČR je výjimka

Samsung a MIT představili baterii s nekonečnou výdrží

Jan Horčík - 24 Srpen 2015

Vědci z , Samsungu a několika dalších univerzit hlásí, že mají baterii s pevným elektrolytem. Její životnost je prý nekonečná.auto krystalová struktura nového typu pevného elektrolytu z výzkumu MIT Samsung

Krystalová struktura nového typu pevného elektrolytu, který je výsledkem výzkumu kalifornských univerzit, MIT a Samsungu. Páteří nového materiálu je krychlové uspořádání sírových aniontů (žluté koule). Atomy lithia jsou zelené, PS4 tetrahedrony fialové a GeS4 v modré.
foto: MIT

Baterie s pevným elektrolytem (solid-state) byly dlouho považovány za "svatý grál" v oblasti akumulátorů. Testovala je Toyota, revoluci slibovaly firma Sakti3, Seeo i další, včetně české firmy HE3DA.

Jenže reálné produkty zatím na trhu nejsou. A ani díky objevu Samsung/MIT v nejbližší době nebudou. Stále jde pouze o výzkumný projekt, který by se mohl v praxi projevit nejdříve během pěti let.

Američtí a jihokorejští vědci opakují výhody, které jsou u solid-state baterií dlouho známé: vysoká odolnost proti mechanickému poškození, mnohem nižší riziko vzplanutí a celkově vyšší bezpečnost, vyšší životnost (údajně až stovky tisíc cyklů), kapacita i výkon.

"Můžete tu baterii hodit proti zdi nebo jí probít hřebík - ale stejně nebude hořet," komentoval odolnost baterií s pevným elektrolytem Gerbrand Ceder, profesor z MIT a jedna z hlavních postav stojícíc za novým výzkumem.

Elektrolyt je spolu s katodou a anodou jednou ze tří hlavních součástí každé baterie. Vylepšováním každé této komponenty se průběžně dosahují dílčích úspěchů ve vývoji nových baterií.

Hlavní problém, který údajně vědci tentokrát vyřešili, spočívá v pomalém přenosu náboje v pevných elektrolytech. Výzkumný tým analyzoval faktory, které umožňují efektivní přenos iontů a tím i náboje v pevném elektrolytu a zejména několika sloučeninách se správných složením.

Další výhodou tohoto řešení je i fakt, že takové baterie by měly bez problémů fungovat i za velmi nízkých teplot, kde už běžné li-ion baterie mohou mít problémy.

Pro Samsung je dnes výzkum baterií klíčovou cestou do budoucna. Jakožto výrobce baterií pro elektromobily a další aplikace (Samsung SDI) i výrobce spotřební přenosné elektroniky (notebooky, mobily, tablety) potřebuje nové baterie, které vydrží déle a nabídnou vyšší kapacitu.

tisková zpráva
 
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Koukám, že jediný pan Slavík tady do problému opravdu vidí. Z vlastní zkušenosti bych mu i věřil, protože, lidí, kteří vědí prd je vždycky víc a vznikají ty pecky jako zázračná baterie, ale doposud jsem žádnou takovou v ruce nedržel. Až takový akumulátor někdo představí naživo, to bude jíná. Vidím to stejně jako pan Slavík. Osobně bych se přikláněl k elektrochemickému akumulátoru, kde porovité elektrody při nabíjení mění chemické složení jednoho elektrolytu na katolyt a anolyt. Při vybíjení by docházelo k opačnému procesu. Osobně jsem to zkoužel na superkondenzátoru domácí výroby a funguje to. :)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Já bych používal plutoniové články. Vyprdnul bych se na ekologii a jezdil bych nukleárně. Aspoň by byla sranda :D

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Cože? Copak li-pol nemá pevný elektrolyt?

Areal active mass loading to je najdolezitejsia hodnota ktora urcuje cenu baterie v praxi to znamena ze zvysenim mnozstva aktivnej hmoty v elektrodach sa radikalne znizuje cena na kWh. Doteraz sa pracuje s elektrodami do 60um k comu treba pripocitat cu, al foliu, separator, zvaranie, prudove zberace ak teda pouzijete 200um elektrodu tak cenu znizite 2x tj. doteraz ste potrebovali cca. 60+1 folii-separatorov ak zvysite loading mAh/cm2 2x tak Vam staci iba 30+1 folii pricom cena separatora je pri komercnych cell vyrobcov cca 27% ceny.

Vyrobcovia e-mobilov pozaduju minimalne 2C vybijanie (cim definuju vykonove kapacity) takze musite urobit kompromis aby sa utilizacny faktor tj. percento z teoretickej kapacity napr. LiFePO4 ma 172 mAh/g ak pri 2C mate aspon 80% tak je to super hodnota.

SSE Solid state elektrolyt nie je "holy grail" pretoze ide prevazne o keramicke materialy ktore nie su schopne efektivne transferovat Li+ v elektrodach. Preto je snaha SSE pridavat do elektrod podobne ako v SOFC. Ako som spominal katoda/anoda menia svoj objem takze ako celok cela musi vediet bufferovat tieto zmeny ak mate neflexibilny SSE nie je schopny vytvorit efektivne interface prostredie medzi SSE/katoda/anoda dalsi problem je to ze kvoli vysokym teplotam sinteringu nie je mozne efektivne vyrabat SSE na urovni 20um a su dostupne extremne drahe 100um SSE. Separator ma priblizne 20um takze ak by mal byt SSE klucovy prvok musi mat pod 15um a byt flexibilny pricom jeho konduktivita bude minimalne 10-3 a LTN 0.99.

Obrázek uživatele Jolinar

mel byste zacit od zacatku. Ten vas vyklad nema ani hlavu ani patu.

A taky zapominate, ze vetsina lidi neni experty na baterie. Zatimco spalovaci motory jsou tady uz hodne dlouho a dokonce se o nich lidi uci ve skole, tak mnozi ani nevi z ceho se baterie sklada! Je to pak jako by jste chtel simpanzovi vysvetlit jak funguje raketovy motor, aniz by chapal zaklady mechaniky a termodynamiky.

Já mám vždycky rád baterie s výdrží statisíců a více cyklů, kdy pro elektromobil s teoretickým dojezdem 500km stačí na celou životnost vozu nějakých >300cyklů(ale dejme radši těch 500), což dnes zvládne snad úplně každá trochu slušně vyrobená chemie.

Stejně tak pokud konečně dostaneme do mobilu baterii co vydrží alespoň 5dnů, tak nám postačí úplně stejná čísla.

S provozní teplotou také nemáme až tak velké problémy.

takže se ptám na ten jediný podstatný parametr: Jakou to bude mít objemovou hustou energie?

Obrázek uživatele Magy

Dovolim si nesuhlasit, az by si s takym elektromobilom s dojazdom cca ~500km a s bateriou o zivotnosti 300-500 cyklov chcel robit napr. taxikara, tak za rok, max. dva mas po baterii. Preto je zivotnost baterie vysoko nad tisic cyklov v podstate klucova, lebo umoznuje podstatne univerzalnejsie pouzitie jedneho a toho isteho elektromobilu - nielen do domacnosti na jazdenie par km po meste, ale na rozvoz tovaru, posty, zasahove vozidlo roznych sluzieb, mohli by ho pouzivat policajti pri kazdodennej praci atd.

Zivotnost Li-ion baterie taxi auta bude 2x vyssia ako u auta pouzivane na dlhe jazdy z vyuzivanim maximalnej kapacity baterie. Ak taxi auto bude vyuzivat svoju bateriu na kratke jazdy po meste s pravidelnym nabijanim dajme tomu 40% kapacity (cca 200km kazdy den) a nebude nabijat na 100% ale iba max 90% tak sa zivotnost clankov predlzi.

Obrázek uživatele Magy

Ale my sa nebavime o LiIon, ale uplne inej technologii baterie. Mimochodom, prave to pravidelne dobijanie moze byt obzvlast u taxikov problem. Nie na vsetkych miestach, kde su stanovistia taxikov, bude alebo moze byt nabijacka. Taktiez, kedze su elektromobily s dojazdom 200/300km a viac niekolkonasobne drahsie, nez bezne spalovaky (a este dlho budu), tazko by sa to majitelovi oplatilo, ak by s nim jazdil len par hodin denne ci tolko, na kolko mu vyjde kapacita baterie.

Obrázek uživatele Jolinar

nechcu vam moc zasahovat do diskuze, ale myslel jsem ze se bavite prave o Li-ion :-)

PS: taky jsem si myslel, ze pocet cyklu se udava pro pokles kapacity na 80%, takze za tech 300-500 cyklu porad budete mit auto s pouzitenou baterii okolo 400km dojezdu.

s těmi procenty "odepsaného článku" je to vůbec zajímavé. Pokud vím tak na to žádný pořádný standard není a je to i celkem logické, protože pokles vlastní kapacity je jen půlka problému, druhou je pokles výkonu svázaný s nárůstem vnitřního odporu.

Takže třeba pokles pod 80% kapacity u "pořádného LFP" už znamená významný nárůst vnitřního odporu a článek už přestává být "použitelný". U LFP tedy klesá kapacita jen velmi pozvolna.

Kdežto LCO, NMC a NCA jsou bez problémů použitelné do 70%. Spousta průmyslových článků tak dnes v katalogu udává pokles právě k 70%. A je třeba počítat s rychlejším poklesem kapacity.

Na první pohled se může zdát, že LFP je v tomto ohledu lepší technologie. Nicméně je třeba si uvědomit, že NCA, NMC disponují při stejném objemu/hmotnosti 2-3x vyšší uloženou energii a cena za Wh energie je také až o 1/3 nižší.

Pokud chcete jeden příklad, tak ve formátu 18650 dnes stále myslím nikdo nedělá LFP s kapacitou vyšší než 1100mAh při 3,3V = 3,6Wh. Ve stejném formátu ale seženete NCA s 3500mAh při 3,6V = 12,6Wh.

Bavíme se o plných cyklech, tedy 500km na jedno nabití. Všem známým technologiím článků se snižování DoD roste počet cyklů zhruba exponenciálně a nájezd v km pak lineárně.

Jinak je prakticky téměř nemožné, aby při takovémto dojezdu probíhaly všechny jízdy nadoraz. Takže těch 250tis km je spíše extrémní příklad a standard bude někde mezi 500tis až 1mil km. Mimochodem přesně takové výsledky podávají Tesla články z roku 2012.

V každém případě pokud se v elektromobilitě chceme hnout dál, tak životnost článků není ten hlavní problém. Problém je v prvé řadě cena a hned za ním pak objemová hustota energie, ostatní jsou už jen nepodstatné detaily (za předpokladu, že nové články nebudou mít ostatní parametry horší než ty současné)

Obrázek uživatele ozana

proud se dá přivést kamkoli, na samotách obvykle taxikáři na zákazníky nečekají

---

Jezdím na proud, najeto prvních 41 tisíc km.

Obrázek uživatele ozana

To je takový problém vybádat (tekutý) elektrolyt, který bude mít problém až při -70°C a +130°C?

---

Jezdím na proud, najeto prvních 41 tisíc km.

Obrázek uživatele Magy

samozrejme. staci si pozriet tabulku bodu mrznutia roznych kvapalin. Este aj ortut mrzne pri -39°C. Z tekutin, a to vratane roznych zlucenin ci gelov, vhodnych ako elektrolyt (teda vysoka energeticka hustota) neexistuje nic, co by zvladalo Vasich -70°C, a to ani s velkou rezervou, povedzme -50°C. Mnoho z tych tekutin su rozne kyseliny ci horlaviny, ktore by sa naopak uz pri teplote omnoho mensej ako tych 130°C davno zmenili na paru (a teda by sposobili neumerne velky tlak vnutri clanku). Nie nadarmo je pevny elektrolyt svatym gralom...

Nie je problem zvladnut Li-ion bateriu ktora ma pracovat pri -70°C problem je v rozpustadlach pouzitych kde dominuje EC etylen carbonate v zmesi s EC/DMC/EMC a tieto elektrolyty sa daju pouzit az do -45°C. EC je pri RT pevna latka s pracovnym oknom +47°C/+260°C takze viac vhodny je PC propylen karbonat ten ma pouzitelnost -48°C/+242°C s tym sa uz da ist pri rozpustadlach na -80°C ale treba riesit aditiva alebo upravu Gr nakolko PC nie je kompatiblny s grafitom. Samozrejme su elektrolyty aj do -150°C ale pre specialne aplikacie kde battery pack/modul nie je schopny zabezpecit stabilnu pracovnu teplotu.

Pevny elektrolyt nedokaze vytvorit tak efektivne rozhranie katoda/elektrolyt/anode treba si uvedomit ze kvapalny elektrolyt je pritomny v kazdej elektrode ktorej porozita je priblizne 45% a prave tou velkou stycnou plochou zabezpecuje efektivny transport Li+. Zaroven kvapalny elektrolyt stabilizuje strukturu kedy elektrody pri nabijani a vybijani menia objem a tym aj porozitu tj. elektrolyt je vytlacany/nasavany do elektrod/separatora. Pre grafit je zmena 12% pre LiFePO4 je to 7%.

Idealne kombinacia je kvapalny/pevny/kvapalny elektrolyt kedy je mozne vytvorit pre kazdu elektrodu specificky elektrolyt tj. katolyt/anolyt.

No, vyzerá to tak, že je. Ale keď sa vám to podarí, zbohatnete. :-)

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Kontrola proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.
Přepište prosím tento kód do pole níže
Přepište, prosím, znaky z obrázku výše. Všechna písmena jsou malá.

EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanic Kariéra EVC Group

zajímavé články