Solid-state batérie sa po tomto novom objave nemusia zdať ako „vykúpením“ pre elektromobilitu. V porovnaní s aktuálnymi riešeniami síce majú množstvo nesporných výhod, či už ide o vyššiu hustotu, bezpečnosť a podobne. Avšak tím výskumníkov z Technickej univerzity v Mníchove odhalil, že dendrity vznikajú nielen na rozhraní elektród, ale dokonca aj v strede pevného elektrolytu. Na tému upozornil portál Electrive.
Čo sú dendrity a prečo sú problémom?
Ide o drobné ihličkovité kovové výrastky, ktoré vznikajú vo vnútri batérií počas nabíjania. Vyrastajú z povrchu anódy a môžu sa postupne predierať elektrolytom smerom ku katóde. Ak prerastú dostatočne ďaleko, prepoja oba póly batérie a dokážu spôsobiť vnútorný skrat. V praxi predstavujú jeden z najväčších problémov pre bezpečnosť a životnosť moderných batérií.
Doteraz sa predpokladalo, že pevný elektrolyt ich rast výrazne potláča a že vznikajú najmä na rozhraní medzi elektródou a elektrolytom. Výskum však ukazuje, že v solid-state batériách môžu dendrity vznikať aj v miestach, kde sme to doteraz nečakali.
Nemali by ste prehliadnuť:
- Čipová kríza pretrváva, Holandsko zvažuje ustúpiť. Na rade je Čína
- Svet prišiel o významnú osobnosť. Zomrela legenda Top Gearu, ktorá zanechala dôležitý odkaz
- Bentley načrtlo, ako bude vyzerať prvý elektromobil značky. Začína prechod na elektrickú éru
Experimenty uskutočnené na zariadeniach DESY v Hamburgu ukázali, že realita je komplikovanejšia. Pomocou röntgenového žiarenia mníchovský tím sledoval štruktúru polymérového elektrolytu a prišiel k prekvapivému zisteniu. Dendrity sa nevytvárajú len tam, kde na seba materiály narážajú, ale aj hlboko v priestore elektrolytu. Presne tam, kde by podľa doterajších modelov nemali dôvod vzniknúť.
„Predpokladali sme, že rast dendritov začína výlučne na rozhraní medzi elektródou a elektrolytom. To, že ho pozorujeme aj v miestach vzdialených od tejto hranice, je prelomovým zistením.“
Profesor Peter Müller-Buschbaum, ktorý zastrešuje výskum funkčných materiálov na TU Mníchov
Podľa profesora Müller-Buschbauma umožnia nové poznatky vyvíjať také materiály, ktoré vnútorným kryštalizačným procesom dokážu včas zabrániť a tým výrazne predĺžiť životnosť aj bezpečnosť batérií.
Solid-state batérie je potrebné ešte vylepšiť
Výsledky však prinášajú zásadné varovanie pre celý sektor. Výrobcovia batérií sa teraz predbiehajú, ktorý z nich ako prvý príde s komerčnou výrobou solid-state batérií, čo je už takmer na spadnutie. Samotný prechod na pevné elektrolyty ale ešte nemusí znamenať, že tieto batérie budú naozaj odolnejšie a lepšie vo všetkých smeroch.
Vývojári budú pravdepodobne musieť prehodnotiť nielen použité materiály, ale aj testovacie metodiky. Ak má prísť éra naozaj bezpečných a extrémne rýchlo sa nabíjajúcich batérií, je potrebné objaviť nové riešenia na potláčanie problémov praimo vnútri elektrolytu, nie len na jeho povrchu.
