Folyékony sóval javítható a lítiumion-akkumulátorok hatékonysága

A lítiumion-akkumulátorokat stabilitási problémák hátráltatják, nem véletlen, hogy tudósok többek között azon dolgoznak, hogy kiküszöböljék a hibákat, mégpedig azáltal, hogy a folyékony összetevőket szilárdakra cserélik.

A szilárdtest-akkumulátorok néven ismert konstrukcióban az akkumulátor töltését hordozó lítiumionok folyékony helyett szilárd elektrolit anyagon keresztül haladnak, ám ezeknek is megvannak a maguk hiányosságai, többek között a szilárd elektrolit és az akkumulátor elektródái közötti határfelület instabilitása.

Az alternatív anyagokkal és más tervezési finomításokkal való kísérletezés az utóbbi időben biztató előrelépéseket hozott, a tudósok önszerveződő védőrétegeket és egy krémszerű pasztát mutattak be lehetséges megoldásként, azonban a Tokiói Metropolitan Egyetem kutatói egy másik megközelítést választottak: egy „kvázi szilárd állapotú” elektródát állítottak elő, amelyet szilárd lítiumion-akkumulátorban alkalmaztak.

Egy ígéretes szilárd elektrolitjelölt, az LLZO nevű anyaggal dolgoztak, amelyről ismert, hogy viszonylag jól illeszkedik a lítium anódokhoz, miközben nagy ellenállást fejt ki, amikor hagyományos katódokhoz illesztik. Az alapötlet az volt, hogy javítsák a kapcsolatot és csökkentsék az ellenállást a szilárd kerámia elektrolit és a katód között, mégpedig szobahőmérsékletű ionos folyadék, egészen pontosan cseppfolyós halmazállapotú só hozzáadásával.

A lítium-kobalt-oxid katódot ionos folyadékkal dúsítva apró üregeket töltöttek ki a katód és a szilárd elektrolit közötti határfelületen, ami jelentősen csökkentette az esetleges ellenállást, és elősegítette az ionáramlást, ezáltal az ionos folyadék vezetőképessé vált, továbbá – ellentétben a mai akkumulátorokban használt folyékony elektrolitokkal – az ionvezető folyadék nem lett illékony, és még csak gyúlékony sem.

Az újszerű, kvázi szilárd állapotú katódot tartalmazó akkumulátor prototípusa lenyűgöző stabilitást mutatott, 100 töltési és kisütési cikluson keresztül, 60 Celsius-fokos hőmérsékleten is megőrizte kapacitásának 80 százalékát. Soron kívül Szentkirályi Alexandra szerint vállalhatatlan, amit Karácsony Gergely művel

Ahhoz, hogy a technológia kereskedelmi forgalomban is elérhetővé váljon, még rengeteg fejlesztést szükséges elvégezni, hátravan például az ionos folyadék összetételének finomhangolása annak érdekében, hogy megakadályozzák a gyors lebomlást, ám mindezek ennek ellenére elmondható, sikerült lefektetni a szilárd halmazállapotú lítiumion-akkumulátorok egyik korszakalkotó eljárásának alapköveit.