Μπαταρία που δίνει αυτονομία πάνω από 1.000 χλμ. στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δοκιμάζουν οι Κινέζοι

Η τεχνολογία αναπτύχθηκε από επιστήμονες του Πανεπιστημίου Nankai στην Τιαντζίν, οι οποίοι ανακοίνωσαν ότι το σύστημα υψηλής ενεργειακής πυκνότητας έχει ήδη τοποθετηθεί σε πραγματικό όχημα και έχει υποβληθεί σε δοκιμές μεγάλης απόστασης. Δεν έχουν δοθεί επίσημα στοιχεία όσον αφορά το όχημα, ωστόσο το LiveScience αναφέρει ότι πρόκειται για πρωτότυπο που αναπτύχθηκε από τη China Automotive New Energy Battery (CANEB), θυγατρική του ομίλου China FAW Group.

Σύμφωνα με το Πανεπιστημίου Nankai, η νέα μπαταρία επιτυγχάνει ενεργειακή πυκνότητα που φτάνει τις 530 βατώρες ανά κιλό σε επίπεδο υλικού, επίδοση που ξεπερνά κατά πολύ εκείνη των κορυφαίων σημερινών μπαταριών ιόντων λιθίου, οι οποίες κινούνται περίπου στις 300 βατώρες ανά κιλό. Η υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα σημαίνει πρακτικά περισσότερη αποθηκευμένη ενέργεια σε μικρότερο και ελαφρύτερο πακέτο, κάτι που μεταφράζεται σε μεγαλύτερη αυτονομία χωρίς αντίστοιχη αύξηση βάρους ή όγκου.

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης υπόσχονται βελτιώσεις όχι μόνο στην αυτονομία αλλά και στην ασφάλεια. Σε αντίθεση με τις κλασικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, που χρησιμοποιούν εύφλεκτους υγρούς ηλεκτρολύτες, οι στερεοί ηλεκτρολύτες είναι μη εύφλεκτοι και λιγότερο επιρρεπείς σε καταστροφικές βλάβες. Παράλληλα, εκτιμάται ότι μπορούν να προσφέρουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, καθώς περιορίζουν τον σχηματισμό δενδριτών – μεταλλικών ακίδων που προκαλούν βραχυκυκλώματα – αλλά και τη γενικότερη φθορά που σχετίζεται με τη χημεία των υγρών συστημάτων.

Υβριδικός σχεδιασμός

Το νέο σύστημα βασίζεται σε μια κάθοδο μαγγανίου πλούσια σε λίθιο και ένα υβριδικό σύστημα ηλεκτρολύτη στερεάς-υγρής κατάστασης. Αυτός ο υβριδικός σχεδιασμός συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της αρχιτεκτονικής στερεάς κατάστασης με έναν σύνθετο ηλεκτρολύτη υπερ-διαβροχής, που έχει σχεδιαστεί ώστε να βελτιώνει την ιοντική αγωγιμότητα και την ασφάλεια. Ο όρος υπερ-διαβροχή (super-wetting) αναφέρεται στην ικανότητα του ηλεκτρολύτη να απλώνεται και να διεισδύει πλήρως στις επιφάνειες και στους πόρους των υλικών της μπαταρίας, μεγιστοποιώντας την επαφή με τα ενεργά υλικά και επιτρέποντας στα ιόντα να κινούνται αποτελεσματικότερα.

• Διαβάστε ακόμη:
  Η ΑΙ εντόπισε 5 νέα υλικά που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες λιθίου

Η μπαταρία ενσωματώνει επίσης τεχνολογία ανόδου λιθίου, η οποία έχει σχεδιαστεί ώστε να μειώνει το κόστος παραγωγής μέσω απλούστερης κατασκευαστικής διαδικασίας. Στην παρούσα μορφή της, η συστοιχία διαθέτει συνολική χωρητικότητα 142 κιλοβατώρες και ενεργειακή πυκνότητα 288 βατώρες ανά κιλό σε επίπεδο πακέτου, δηλαδή αφού συνυπολογιστούν τα συστήματα ψύξης, η καλωδίωση, τα δομικά στηρίγματα και ο εξοπλισμός ασφαλείας. Η διαφορά αυτή σε σχέση με τις 500 βατώρες ανα κιλό της μεμονωμένης μπαταρίας θεωρείται φυσιολογική και συμβαδίζει με τον τρόπο που αποτιμώνται διεθνώς οι μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων.

Οι δημιουργοί της τεχνολογίας εκτιμούν ότι οι επόμενες εκδόσεις θα μπορούσαν να ξεπεράσουν τις 340 βατώρες ανά κιλό σε επίπεδο πακέτου και να φτάσουν συνολική χωρητικότητα 200 κιλοβατώρες, ωθώντας την αυτονομία πέρα από τα 1.600 χιλιόμετρα. Αν επαληθευτούν, οι επιδόσεις αυτές θα είναι δύο φορές μεγαλύτερες από εκείνες των πιο προηγμένων ηλεκτρικών οχημάτων της σημερινής αγοράς.