Žádné nové materiály a nic zvláštního. Jde prostě o nový typ dobíjení využívající pulzní proud (PC) namísto stejnosměrného proudu (DC).
Již mnoho let čteme příručky a návody, jak nabíjet lithiové baterie našich elektronických zařízení, abychom je nepoškodili předčasně, zatímco všichni hlavní hráči v oboru nám tvrdí, že technologie lithium-iontových akumulátorů je více než amortizovaná a že není možný žádný vývoj.
Nyní se očekávají nové algoritmy, které by mohly výrazně snížit stárnutí způsobené neustálými nabíjecími a vybíjecími cykly v bateriích elektronických zařízení i vozidel poháněných bateriemi a mohly by dokonce zdvojnásobit životnost daného akumulátoru energie.
Studii provádějí vědci z Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) a Humboldtovy univerzity v Berlíně, a to nejen v Evropě, ale také s velmi inovativním přístupem, který eliminuje nákladné testování nových slitin a materiálů pro práci s algoritmy dodávek energie současných nabíječek.
Není to tak jednoduché na pochopení, ale pokusme se to shrnout hovorovějším a méně odborným jazykem. Podstata spočívá v tom, že běžné nabíjení baterií se provádí pomocí konstantního stejnosměrného proudu (DC), který dodává vnější elektrickou energii přes membránu oddělující anodu a katodu. To způsobuje, že pevný elektrolyt (SEI) na anodě houstne a v elektrodových strukturách vznikají trhliny, čímž se snižuje kapacita baterie, a tím i její životnost.
Myšlenka německých výzkumníků je založena na nabíjecím protokolu založeném na pulzním proudu (PC), kdy se pomocí vysokofrekvenčních pulzů se čtvercovou vlnou proudu udržuje rozhraní SEI mnohem tenčí a zabraňuje se strukturálním změnám a trhlinám v elektrodách.
Pulzní nabíjení by mohlo přinést mnoho výhod z hlediska stability materiálů elektrod a rozhraní a výrazně prodloužit životnost baterií. Dr. Julia Kowal, spoluautorka studie a profesorka na Technické univerzitě v Berlíně.
Při využití dvou předních evropských synchrotronových zařízení, „BESSY II“ a „PETRA III“, se při experimentech s pulzním proudovým dobíjením rovněž ukázalo, že je podporováno co nejhomogennější rozložení iontů lithia v grafitu, což snižuje mechanické napětí a praskání v částicích grafitu, které v průběhu cyklů postupně snižuje kapacitu baterií.
Celkově testy nakonec ukázaly, že nabíjení pomocí PC zdvojnásobuje životnost všech dnes komerčně dostupných lithiových baterií, a to se zachováním kapacity o více než 80%. Tuto technologii samozřejmě nemůžeme očekávat v dohledné době, takže budeme muset být trpěliví a čekat na pokrok… Což nám alespoň dává naději!
Takto zjistili, že lithiové baterie se stávají odolnějšími a zachovávají si vyšší kapacitu po stovkách nabíjecích/vybíjecích cyklů jen díky úpravě způsobu, jakým nabíječka dodává proud do elektrolytových materiálů během procesu nabíjení.
Existují však návyky, které skutečně zlepšují odolnost baterií, a dochází také k vývoji v mnoha oblastech, zejména díky umělé inteligenci, která umožňuje jednodušším a selektivnějším způsobem hledat mnohem vyšší rychlosti nabíjení s nekonečným množstvím dat a proměnných, a dokonce studovat vyšší hustoty díky novým materiálům, které budou teprve objeveny a testovány.