JAV sukurtas rekordinės talpos ličio-jonų polimerų akumuliatorius  (4)

Mokslininkai iš Kalifornijos universiteto (University of California at Berkeley) sukūrė naują lanksčių baterijų tipą, kurių parametrai kai kuriose pozicijose gerokai viršija dabartines ličio jonų akumuliatorių galimybes.

Nors universiteto mokslininkai pasinaudoję Nacionaline Laurenco ir Berklio laboratorija (Lawrence Berkeley National Laboratory) sukūrė tik pradinį prototipą, jo charakteristikos įkvėpė planus apie naujųjų akumuliatorių serijinę gamybą. Tiesa, iki pirmųjų realių gaminių dar reiks palaukti, tačiau mokslininkai kartu su verslininkais jau sukūrė organizaciją Seeo, kuri turės ruoštis galimai gamybai ir tvarkyti autorinius reikalus.

Naujovė yra dar viena Ličio-jonų polimerų akumuliatorių (Lithium-ion polymer battery) šeimos narė – jiems nebūtinas tvirtas korpusas, o patys akumuliatoriai yra pakankamai lankstūs. Tačiau yra ir esminių skirtumų. Jeigu dabartiniuose ličio-jonų polimerų akumuliatoriuose elektrolitas yra gelis, susidedantis iš paprasto skysto elektrolito ir polimero mišinio, tai Seeo akumuliatoriuose elektrolitas bus visiškai kietas.

Panašius akumuliatorius jau eilę metų bandė sukurti daug įmonių ir mokslininkų, tačiau visos pastangos atsitrenkdavo į vieną problemą. Kieti polimerai, kurie pasižymėdavo bent jau minimaliai tenkinančiu joniniu laidumu, turėdavo tiesiog siaubingas mechanines charakteristikas. Ir atvirkščiai – gerų mechaninių charakteristikų polimerai buvo praktiškai dielektrikai ir jų naudoti akumuliatoriuose nebuvo jokių galimybių. Tiesa, kai kurios laboratorijos skelbėsi, jog joms pavyko sukurti abi sąlygas tenkinančią medžiagą, tačiau jos elektrinės charakteristikos atitikdavo reikalavimus tik prie 60 laipsnių Celsijaus temperatūros – ganėtinai nepatogi sąlyga, kad gaminys patektų į masinę gamybą.

Kodėl gi mokslininkams toks svarbus joninis polimero laidumas? Nuo jo priklauso svarbios akumuliatoriaus savybės – kokią srovę jis galės priimti pakrovimo metu ir atiduoti apkrovai. Kitaip tariant, tai lemia akumuliatoriaus bendrą galingumą bei jo pakrovimo greitį.

Gamindami Seeo akumuliatorių mokslininkai surado sprendimą – jie pagamino akumuliatoriaus plokštelę, kurioje molekuliniame lygyje persipina dvi skirtingos polimerų grandinės. Vienos iš jų atsakingos už ličio jonų transportavimą (kuria laidumą), o kitos – už mechaninį atsparumą.

Tiesa, specialistų vertinimu, tokiu sprendimu pasiektas galingumas toli gražu nebus rekordinis, todėl Seeo akumuliatoriai turėtų užimti nebent nišines rinkos pozicijas. Tarkim nešiojamų kompiuterių arba mobiliųjų telefonų keliamus galingumo reikalavimus tokie akumuliatoriai turėtų pilnai patenkinti. Galbūt jie bus panaudojami ir tikruose ateities elektromobiliuose, tačiau jau dabar aišku, kad hibridinėse arba įprastinėse mašinose jų nesutiksime, nes jose tenka generuoti dideles momentines sroves.

Nežiūrint riboto Seeo akumuliatoriaus galingumo, jo talpuminės charakteristikos yra įspūdingos.

Sukurto prototipo tyrimai atskleidė, jog toks akumuliatorius galės pasiekti 300 Wh/kg (vatvalandžių į kilogramą) talpą. Tai praktiškai 50 % daugiau nei pasiekia dabartiniai ličio jonų polimerų akumuliatoriai ir beveik du kartus daugiau, nei ličio-fosfato akumuliatoriai, kurie dėl menko gaisringumo pavojaus dabar yra pagrindiniai kandidatai tarnauti būsimuose elektromobiliuose.

Įvertinus tai, jog naujasis Seeo akumuliatorius kaip ir ličio-fosfato yra praktiškai nedegus , jam atsiveria visi keliai į elektromobilių rinką. Žinoma, jeigu tenkins jo pasiekiamas galingumas.

Na ir galiausiai Seeo akumuliatoriai yra pakankamai ilgaamžiai – eksperimentų metu atliktas 1000 iškroviko/įkrovimo ciklų parodė, jog jo talpa nuo pradinės sumažėja mažiau nei 5 %.

Žinoma, išradėjam dar teks atlikti visą eilę eksperimentų, aiškinantis produkto „giluminius vandenis“ ir aiškiai įvardinant jo privalumus bei trūkumus. Net jeigu galutiniai tyrimų rezultatai būtų nepalankūs serijinei gamybai, jau dabar aišku, kad ličio-jonų polimerų akumuliatoriams dar yra daug tobulėjimo galimybių.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(0)
(0)
(0)

Komentarai (4)

Susijusios žymos: