Baterije bi mogle trajati dvostruko dulje uz pravilan pritisak

Razvoj baterija za električne automobile najčešće se povezuje s novom kemijom, boljim elektrodama, rjeđim metalima ili većom gustoćom energije. No istraživači pod vodstvom Sveučilišta Cambridge sada su pokazali da bi jedan od ključeva duljeg životnog vijeka mogao biti mnogo jednostavniji. Riječ je o prtisku. Prema njihovim rezultatima, litij-ionske baterije koje se drže pod stalnim i precizno doziranim fizičkim pritiskom mogu trajati i dvostruko dulje.

To je iznimno zanimljivo jer uobičajena poboljšanja u razvoju baterija često donose dobitke od pet do deset posto. Ovdje se ne govori o novom čudesnom materijalu, nego o načinu na koji se ćelija tijekom rada mehanički kontrolira. Litij-ionska baterija pri punjenju i pražnjenju stalno "diše": njezini se unutarnji slojevi šire i skupljaju dok se litijevi ioni kreću između anode i katode. Upravo taj ciklus opterećenja i rasterećenja postupno oštećuje ćeliju.

Istraživači su zato testirali ćelije u uređaju s malim pneumatskim jastucima koji djeluju kao samopodesiva "stezaljka". Oni održavaju stalan pritisak, dok senzori prate sitne promjene volumena tijekom punjenja i pražnjenja. Važno je da se pritom nije mijenjala kemija baterije, sastav elektroda ni elektrolit. Testirane su komercijalne ćelije pod različitim razinama pritiska.

Pokazalo se da je idealna vrijednost oko 12,5 bara. Ako je pritisak prenizak, u katodi se mogu pojaviti pukotine. Ako je previsok, raste rizik od taloženja litija na anodi, što također ubrzava propadanje i može biti sigurnosni problem. Drugim riječima, nije dovoljno samo "stisnuti" bateriju. Ključ je u vrlo preciznom održavanju pravog raspona pritiska kroz cijeli radni vijek.

Za električne automobile to bi moglo imati velike posljedice. Dulje trajanje baterija značilo bi manji pad kapaciteta, veću vrijednost rabljenih električnih vozila i manju potrebu za ranom zamjenom skupih baterijskih paketa. Ekološki učinak također nije zanemariv jer što baterija dulje traje, to se rjeđe mora proizvoditi nova, a time se smanjuje pritisak na rudarenje nikla, kobalta i drugih sirovina te na sustave recikliranja.

Ipak, tehnologija je zasad u laboratorijskoj fazi. Prije primjene u serijskim automobilima treba dokazati da se takav sustav može pouzdano, sigurno i isplativo ugraditi u velike baterijske pakete. Cambridge je već prijavio patent, a ideja je dovoljno jednostavna i privlačna da bi mogla postati važan smjer razvoja.