Για δεκαετίες, οι ερευνητές προσπάθησαν να εκμεταλλευτούν την απόδοση των μπαταριών λιθίου-μετάλλου στερεάς κατάστασης, οι οποίες κατέχουν ουσιαστικά περισσότερη ενέργεια στον ίδιο όγκο και φορτίζονται σε ένα κλάσμα του χρόνου σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
«Μια μπαταρία λιθίου-μετάλλου θεωρείται το ιερό δισκοπότηρο για τη χημεία της μπαταρίας λόγω της υψηλής χωρητικότητας και της ενεργειακής πυκνότητας», δήλωσε ο Xin Li , Αναπληρωτής Καθηγητής Επιστήμης Υλικών στο Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS). “Αλλά η σταθερότητα αυτών των συγκεκριμένων μπαταριών ήταν πάντα κακή.”
Τώρα, ο Li και η ομάδα του έχουν σχεδιάσει μια σταθερή μπαταρία λιθίου-μετάλλου στερεάς κατάστασης που μπορεί να φορτιστεί και να αποφορτιστεί τουλάχιστον 10.000 φορές σε υψηλή πυκνότητα ρεύματος.
Αυτή η τεχνολογία μπαταρίας θα μπορούσε να αυξήσει τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών οχημάτων με εκείνη των βενζινοκίνητων αυτοκινήτων από 10 έως 15 χρόνια χωρίς την ανάγκη αντικατάστασης της μπαταρίας. Με την υψηλή πυκνότητα ρεύματος, η μπαταρία θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για ηλεκτρικά οχήματα που θα φορτίζονται πλήρως εντός 10 έως 20 λεπτών. Παράλληλα θα βελτιώσει και την δομή των μικρών μπαταριών όπου θα διαρκούν πολύ περισσότερο.
Οι ερευνητές ακολουθούν μία διάταξη τύπου σάντουιτς, με διαφορετικά επίπεδα στα οποία τοποθετούνται οι ηλεκτρολύτες, με τη λογική που θα ακολουθούσε κανείς στην προετοιμασία ενός σάντουιτς με την τοποθέτηση των επιμέρους υλικών. Η λογική εδώ είναι να μην δημιουργούνται δενδρίτες, μικροσκοπικές βελόνες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ακόμα και βραχυκύκλωμα σε μία μπαταρία.
«Αυτός ο σχεδιασμός δείχνει ότι οι μπαταρίες λιθίου-μετάλλου θα μπορούσαν να είναι ανταγωνιστικές με τις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Σίγουρα δεν είναι εύκολη υπόθεση να το πετύχουν και υπάρχουν πολλές προκλήσεις. Όμως στο τέλος πιστεύουμε ότι θα βρούμε τις λύσεις», ανέφερε ο Xin Li.
