Stanford: Smanjili smo težinu kolektora struje u litij-ionskim ćelijama za 80 posto. Gustoća energije se povećava za 16-26 posto.

Znanstvenici sa Sveučilišta Stanford i Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) odlučili su smanjiti litij-ionske stanice kako bi smanjili njihovu težinu i tako povećali pohranjenu gustoću energije. Da bi to učinili, preradili su nosive slojeve prema van: umjesto širokih listova bakra ili aluminija, koristili su uske metalne trake, nadopunjene slojem polimera.

Veća gustoća energije u Li-ion bez velikih troškova ulaganja

Svaka Li-ion ćelija je valjak koji se sastoji od sloja naboj-pražnjenje/pražnjenje, elektrode, elektrolita, elektrode i kolektora struje tim redom. Vanjski dijelovi su metalna folija od bakra ili aluminija. Oni omogućuju elektronima da napuste stanicu i vrate se u nju.

Znanstvenici sa Stanforda i SLAC-a odlučili su se usredotočiti na sakupljače, jer njihova težina često iznosi nekoliko desetaka posto težine cijele veze. Umjesto bakrenih limova koristili su polimerne filmove s uskim bakrenim trakama. Pokazalo se da je moguće smanjiti težinu kolektora i do 80 posto:

Klasična cilindrična litij-ionska ćelija je dugačak valjak koji se sastoji od nekoliko slojeva. Znanstvenici sa Stanforda i SLAC-a smanjili su slojeve koji skupljaju naboje i provode ih – sakupljače struje. Umjesto bakrenih limova koristili su polimer-bakrene limove obogaćene nezapaljivim kemikalijama (c) Yusheng Ye / Sveučilište Stanford

To nije sve: polimeru se mogu dodati kemijski spojevi koji sprječavaju paljenje, a onda je manja zapaljivost elemenata popraćena manjom težinom:

Stanford: Smanjili smo težinu litij-ionskih pantografa za 80 posto. Gustoća energije se povećava za 16-26 posto.

Zapaljivost bakrene folije koja se koristi u klasičnoj litij-ionskoj ćeliji i kolektoru koji su razvili američki istraživači (c) Yusheng E / Sveučilište Stanford

Istraživači kažu da reciklirani sakupljači mogu povećati gravimetrijsku gustoću energije stanica za 16-26 posto (= 16-26 posto više energije za istu jedinicu mase). To znači da baterija iste veličine i gustoće energije može biti 20 posto lakša od struje.

U prošlosti su se pokušavali optimizirati rezervoar, ali njihova promjena dovela je do neočekivanih nuspojava. Stanice su postale nestabilne ili je bio potreban [skuplji] elektrolit. Čini se da varijanta koju su razvili znanstvenici sa Stanforda ne predstavlja takve probleme.

Ova poboljšanja su u ranim istraživanjima, stoga ne očekujte da će se pojaviti na tržištu prije 2023. Međutim, izgledaju obećavajuće.

Treba dodati da Tesla ima i zanimljivu ideju prikupljanja naboja metalnih slojeva. Umjesto da koristi tanke bakrene trake po cijeloj dužini rolada i iznese ih samo na jednom mjestu (u sredini), odmah ih izvuče preklopljenim odrezanim rubom. Zbog toga se naboji pomiču na mnogo manju udaljenost (otpor!), a bakar pruža dodatni prijenos topline prema van:

Stanford: Smanjili smo težinu litij-ionskih pantografa za 80 posto. Gustoća energije se povećava za 16-26 posto.