A rugalmas szilárdtest-akkumulátor felfedezés 86%-os energiasűrűség-növekedést hoz, ami 1 300 mérföldet tesz lehetővé egy feltöltéssel
A szilárdtest-akkumulátorok fokozatosan lépnek ki a kutatási fázisból, és jutnak el a prototípusok és a kisszériás gyártásig gyártásba gyártósorokba.
Számos nagyvállalat, mint például CATL, Toyota, Samsung, BYD, a Mercedes és mások 2027-et jelölték meg a döntő pillanatnak, amikor is piacra dobják az első, valóban szilárdtest-akkumulátorokkal felszerelt elektromos járműveket.
Ez szilárd elektrolitot jelent, ellentétben az olyan autókban használt hibrid, félig szilárd állapotú megoldásokkal, mint például a NIO ET7 amelyek 95%-ban szilárd és 5%-ban folyékony elektrolitot tartalmaznak. Az eddig bejelentett, teljesen szilárdtest-akkumulátorok energiasűrűsége körülbelül 400 Wh/kg, és elméletileg akár 500 Wh/kg is lehet. Ez több mint kétszerese a legnépszerűbb LFP-akkumulátorok sűrűségének, amelyek a tömegpiaci EV-ktől kezdve a népszerű Anker Solix tápegységig mindenben megtalálhatóak, amely jelenleg több mint 50%-os kedvezménnyel kapható az Amazon Prime Big Deal listáján.
Amellett, hogy megduplázza a hatótávolságot egy töltéssel, ugyanolyan alapterület mellett, a szilárdtest-akkumulátorok természetüknél fogva biztonságosabbak is, mivel kevésbé reaktív komponensekkel rendelkeznek, mint a gyúlékony folyékony elektrolitot használók. Egy valódi szilárdtest-akkumulátor azonban meglehetősen drága, mivel az elektrolitot magas nyomáson és hőmérsékleten kell összeolvasztani az elektródával, ami gyengébb kapcsolatot eredményez a rétegek között, és csökkenti a lítium-ion szállítás hatékonyságát.
Ez megakadályozza, hogy a szilárdtest-akkumulátorok teljes mértékben kiaknázzák a bennük rejlő lehetőségeket, ezért a Kínai Tudományos Akadémia fémkutatói egy áttörést jelentő szilárdtest-akkumulátor-elektrolit megoldást fejlesztettek ki.
Kivették a "szilárdat" a szilárdtest-elektrolitból azzal, hogy egy rugalmas polimerre alapozták, amely etoxicsoportokat és aktív rövid kénláncokat tartalmaz, amelyeket úgy terveztek, hogy növeljék az ionok vezetőképességét és molekuláris szinten összeolvadjanak a katóddal.
Az így kapott kompozit katódban lévő polimer elektrolit nemcsak a szilárdtest-cella energiasűrűségét növelte meg a csökkent átviteli ellenállásnak köszönhetően, méghozzá 86%-kal, hanem hajlítani is képes. A rugalmas szilárdtest-akkumulátor-rendszer valójában 20 000 hajlító mozdulatot is kibír, tovább fejlesztve ütésállóságát és biztonsági profilját, mint az olyan hagyományos szulfid szilárdtest-akkumulátorok, mint amilyeneket a Samsung vagy a Toyota 2027-ben készül kereskedelmi forgalomba hozni.
Az energiasűrűség ilyen mértékű növelése lényegében azt jelentené, hogy a Mercedes EQB prototípusa, amely jelenleg a hatótávolság tesztelés alatt áll, egyetlen feltöltéssel több mint 1300 mérföldet tudna megtenni. Mi több, egy rugalmas polimerelektrolittal ellátott szilárdtest-akkumulátor növelné az elektromos járművek élettartamát és biztonságát, ha elég nagy méretben lehetne előállítani ahhoz, hogy a gyártási költségeket versenyképes szintre lehessen csökkenteni.
