Chińscy badacze przedstawiają niezwykle stabilną baterię na bazie litu metalicznego o gęstości energetycznej przekraczającej 600 Wh/kg.
05/09/2026 10:00
Zaktualizowano na
05/09/2026 10:00
Rozwój baterii o doskonałym stosunku masy do pojemności energetycznej stanowi jedno z największych wyzwań w przemyśle motoryzacyjnym i przemysłowym. W tym obszarze wspólny zespół badawczy Laboratorium Tianmushan i Uniwersytetu Tsinghua ogłosił postęp w regulacji elektrolitu dla baterii litowo-metalowych. Projekt zakończył się stworzeniem komórki w formacie torby, która osiąga poziom 600 Wh/Kg, zapewniając wysoką stabilność operacyjną.
To wzrost gęstości grawitacyjnej podwaja wyniki badań dotyczących konwencjonalnych chemikaliów stosowanych w samochodach elektrycznych. Badania skupiły się na rozwiązaniu głównych ograniczeń związanych z trwałością i bezpieczeństwem, które historycznie hamowały rozwój anod z czystego metalu, umożliwiając tym samym lżejszym i bardziej kompaktowym bateriom przechowywanie znacznie większej ilości energii w tym samym objętości. Innymi słowy, więcej energii w tej samej obudowie, co przekłada się na większy zasięg.
Katody ternarne i baterie bogate w mangan
W przeprowadzonych testach na poziomie ogniwa typu workowe o pojemności 10 Ah badacze ocenili różne kombinacje katod. Po połączeniu anodu z metalu litu z katodą ternarną o wysokim zawartości manganu, ogniwo osiągnęło gęstość energetyczną 550,7 Wh/Kg. Podczas testów cyklicznych ogniwo było w stanie zachować 80% swojej początkowej pojemności po ukończeniu 180 cykli ładowania i rozładowywania.
Jakość energetyczna jeszcze bardziej wzrosła po zastąpieniu tego układu katodą składającą się z materiału bogatego w mangan i lit. W tej nowej konfiguracji odwracalna energia właściwa baterii przekroczyła ustaloną granicę, osiągając 602,5 Wh/Kg, co stanowi punkt odniesienia dla tego typu konstrukcji.
Tłumienie dendrytów i ochrona przy wysokim napięciu
Podstawą tego postępu jest opracowanie dodatku do elektrolitu, który działa bezpośrednio na powierzchnie obu elektrod. W katodzie składnik ten tworzy warstwę ochronną, która ma na celu zmniejszenie uszkodzeń i degradacji spowodowanych ciągłymi cyklami wysokiego napięcia.
Jednocześnie formuła chemiczna tworzy stabilną warstwę interfejsową na anodzie z litu metalicznego. Ta bariera fizyczna i chemiczna skutecznie hamuje rozwój dendrytów litu, struktur mikroskopowych, które zwykle powodują wewnętrzne zwarcia i przedwczesną awarię tego typu ogniw. Obecne komercyjne baterie litowe, wykorzystujące anody z grafitu, zbliżają się do swojego teoretycznego limitu gęstości energii wynoszącego około 350 Wh/kg.
Stan projektu i droga do produkcji
Mimo obiecujących wyników uzyskanych w komórkach w formacie torby, zespół badawczy wyjaśnia, że technologia znajduje się obecnie w fazie badań i rozwoju w laboratoriach. System nie osiągnął jeszcze fazy industrializacji ani nie jest produkowany na skalę komercyjną. Niemniej jednak dane dotyczące wydajności i stabilności interfejsu stanowią solidne podstawy dla przyszłych procesów produkcji przeznaczonych do pojazdów i systemów mobilności, które wymagają drastycznego zmniejszenia masy pakietu baterii. W przeszłości CATL prowadził już podobne prace, jednak podobnie jak badacze z Laboratorium Tianmushan, wciąż nie udało im się stworzyć ostatecznej formuły umożliwiającej jej wprowadzenie na rynek.