CATL-yhtiö on analysoinut litiummetallikennokkoja (LMB) tavoitteenaan parantaa niiden energiatiheyttä ilman, että niiden käyttöikä kärsii.
Sähköautojen akkujen kemiallinen koostumus on monimutkainen, ja akkujen suorituskyvyn ja kestävyyden varmistamiseksi on tasapainotettava monia tekijöitä. Monet pitävät litiummetalliparistoja (LMB) alan seuraavana suurena läpimurtona, mutta niissä on merkittävä ongelma näiden kahden tekijän tasapainon suhteen.
Nyt CATL, maailman suurin akkujen valmistaja, on julkistanut Nature Nanotechnology -lehdessä julkaistun vallankumouksellisen ratkaisun, joka perustuu akkujen kvantitatiiviseen kartoittamiseen.
LMB-akkujen ongelma
CATL:n mukaan tämä läpimurto mahdollistaa ”korkean energiatiheyden ja pitkän käyttöiän LMB-akkujen kehittämisen, mikä ratkaisee alan pitkäaikaisen ongelman. Optimoitu prototyyppi saavutti 483 käyttöjakson ja se voidaan sisällyttää edistyneisiin kehityshankkeisiin, joiden tavoitteena on yli 500 W·h/kg:n energiatiheys”.
LMB-akut erottuvat korkeasta energiatiheydestään, minkä vuoksi niitä pidetään seuraavan sukupolven akkujärjestelmänä esimerkiksi sähköautoihin. Ongelmana on kuitenkin se, että on vaikea löytää tasapainoa tiheyden ja käyttöiän välillä.
Ensimmäistä on yritetty parantaa ”optimoimalla solvatio-rakenteita ja kiinteän elektrolyytin rajapintoja”, mutta tämä edellyttää kompromisseja: akun käyttöikä lyhenee, mikä tekee siitä kaupallisesti kannattamattoman. CATL:n ratkaisu ratkaisee juuri tämän ongelman.
Se on eräänlainen tekninen ehdotus, jonka yritys selittää seuraavasti: ”On kehitetty ja parannettu joukko analyyttisiä menetelmiä, joilla seurataan aktiivisen litiumin ja jokaisen elektrolyyttikomponentin kehitystä akun elinkaaren aikana. Tämä lähestymistapa on muuttanut ”mustan laatikon” ”valkoiseksi laatikoksi” paljastamalla kriittiset kulumisreitit, jotka johtavat elementin vikaantumiseen.”
On havaittu, että vastoin yleistä käsitystä, elementtien vikaantumisen syyt eivät ole aiemmin tarkastellut syyt (liuottimen hajoaminen, kuolleen litiumin kertyminen tai solvatioympäristön muutos), vaan pikemminkin elektrolyyttisuolan LiFSI jatkuva kulutus, joka saavuttaa 71 % käyttöiän loppuun mennessä. Näin ollen voidaan päätellä, että elektrolyytin kestävyys on kriittinen tekijä akun häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi.
