Korejski znanstvenici su, čini se, otvorili novu eru u tehnologiji baterija za električna vozila, riješivši problem dendrita koji je dugo kočio razvoj litij-metalnih baterija. Institut KAIST objavio je ovoga mjeseca da je zajednički istraživački tim njihovog Odjela za kemijsko i biomolekularno inženjerstvo te tvrtke LG Energy Solution razvio originalnu tehnologiju novog tekućeg elektrolita koji sprječava koheziju unutar baterijskih članaka. Njihova inovacija omogućit će dramatično poboljšanje performansi baterija, najavljeno je zajedno s objavom znanstvenog rada u časopisu Nature Energy.

Izazov dendrita

Litij-metalne baterije koriste litij-metal umjesto grafitne anode, ključne komponente litij-ionskih baterija. Međutim, upravo litij-metal nosi tehnički izazov u obliku dendrita, što otežava osiguravanje duljeg životnog vijeka i stabilnosti baterije. Dendriti su kristalne strukture (nalik stablima ili izraslinama) koje se formiraju na površini anode tijekom punjenja, negativno utječući na performanse i sigurnost.

Fenomen dendrita postaje izraženiji tijekom brzog punjenja i može uzrokovati unutarnji kratki spoj, zbog čega je bilo izuzetno teško implementirati litij-metalnu bateriju koja bi se mogla pouzdano puniti u uvjetima brzog punjenja. Istraživački tim KAIST-a i LG-ja utvrdio je da je temeljni uzrok formiranja dendrita tijekom brzog punjenja neravnomjerna kohezija na površini litij-metala.

Rješenje iz laboratorija

Kako bi riješili taj problem, razvili su novi tekući elektrolit. On koristi anionsku strukturu sa slabim afinitetom vezanja za litijeve ione, čime se minimizira neravnomjernost na površini litija. Time se učinkovito suzbija rast dendrita, čak i tijekom brzog punjenja, kažu istraživači. Ova tehnologija ima potencijal dramatično ubrzati punjenje baterija uz zadržavanje njihove visoke energetske gustoće.

"Četiri godine suradnje između LG Energy Solutiona i KAIST-a donose značajne rezultate. Nastavit ćemo jačati našu industrijsko-akademsku suradnju kako bismo riješili tehničke izazove i stvorili najbolje rezultate u području baterija sljedeće generacije", izjavio je Je-Young Kim, tehnički direktor tvrtke LG Energy Solution. Profesor Hee Tak Kim s KAIST-a dodao je kako je ovo istraživanje postalo ključni temelj za prevladavanje tehničkih izazova litij-metalnih baterija, čime je srušena najveća prepreka njihovom uvođenju u električna vozila.