Ez az akku 100 évig bírhatja

A Tesla 2016. óta üzemelteti kanadai akku-kutató laborját, azaz azóta finanszírozzák a terület egyik elismert szakértője, Jeff Dahn egyetemi kutatócsapatát. A Dalhousie University tudósai leginkább azon dolgoznak, hogy miként lehetne a lítiumion-akkumulátorokat tartósabbá és olcsóbbá tenni, miközben energiasűrűségüket is növeljük.

Az Electrek szúrta ki a csapat által közölt friss tanulmányt, amely azt állítja, olyan elektrolit koktélt teszteltek sikeresen, amely akár 100 évig képes szavatolni az aksik működését.

Amikor túlél az akkumulátorod

A kutatás célja – melynek eredményeit a Journal of the Eletrochemical Society című tudományos folyóiratban publikálták – az volt, hogy olyan nikkel alapú, tehát magas energiasűrűségű cellát hozzanak létre, ami még az LFP aksiknál is tartósabb. Ez utóbbi, lítium-vas-foszfát kémia arról ismert, hogy bár az ezzel készülő akkupakkok kapacitása szerényebb, gyártásukhoz nincs szükség nikkelre, illetve kobaltra, élettartamuk pedig három-négyszerese a hagyományos NMC cellákénak. Jelenleg arra halad a világ villanyautó gyártása, hogy kisebb akkus, olcsóbb modelleket LFP aksikkal, míg a nagyobb hatótávú, vagy nagyobb teljesítményű változatokat hagyományos, illetve nikkelben különösen gazdag NMC vagy NCA cellákkal szerelik. A Tesla eladásainak tavaly nagyjából a fele már a vas-foszfát kémiával készült.

A kutatók most egy olyan, NMC532 jelzésű új lítiumion cellát készítettek, amely a hagyományos LiPF6, azaz lítium-hexafluorofoszfát elektrolit helyett egy új LiFSI összetételűt használ, amely jelentősen megnöveli az élettartamot akár 40, 55, vagy 70 Celsius fokon is. Ez azért lényeges, mert ha nagy teljesítményt veszünk ki (gyorsítunk), vagy töltünk be (villámtöltés) az akkuba, akkor az melegedni fog, ami normál esetben nem tesz jót az élettartamnak.

A tanulmány szerint azt is megfigyelték, hogy ha a cellákat nem engedjük 25 C fölé melegedni, a feszültséget pedig 3,8 Voltban maximalizáljuk, akkor az élettartam extrém hosszúra, 100 év körülire nő.

Az új NMC532 névre hallgató cellák katódjának alkotóelemei között – ahogy a rövidítés is jelzi – nikkelt, mangánt és kobaltot is találunk, mégpedig egymáshoz képest 5-3-2 arányban. A téma iránt érdeklődőknek rögtön feltűnhet a viszonylag magas kobalt arány, hiszen ma már a legújabb generációs aksik 8-1-1 jelzésűek, mivel próbálják csökkenteni a problémás kitermelésű összetevő mennyiségét. Lehetnek azonban olyan speciális felhasználási területek, mint például az emberi szervezetbe ültetett életmentő eszközök, ahol az örök életű aksinak fontos szerepe lenne, hiszen annak cseréje műtéti beavatkozással járhat. Egy másik érdekes felhasználás lehet az ipari energiatárolók területe, hiszen a magas ciklusszám drasztikusan csökkentheti a beruházás fajlagos költségét.

A grafikonok különböző hőmérsékleteken, 20, 40, illetve 55 Celsius fokon mutatják az LiFSI alapú elektrolit hatását a ciklusszámra a hagyományos NMC, illetve az LFP cellák vonatkozásában. A felső sor a kapacitás, az alsó pedig a feszültség változását mutatja a ciklusszám függvényében. Forrás: Dalhousie University/Tesla

A jelenlegi eredmények alapján ráadásul a LiFSI alapú elektrolit az alacsony kobalt tartalmú, vagy kobaltmentes kémiákra is jótékony hatással van. A mellékelt grafikonok szerint magasabb hőmérsékleteken például még az amúgy eléggé strapabíró LFP cellák hasznos élettartamát is megduplázza.

Természetesen ez egy tudományos publikáció, nem a sorozatgyártás megkezdésről szóló hír, de reméljük, hogy a technológia előbb-utóbb megjelenik a kereskedelmi forgalomban kapható aksikban is.

Tesla ajánlói program: ha szerkesztőségünk tagjait is szeretnétek támogatni, miközben 180.000 forintos kedvezménnyel vásároltok új Teslát, Balázs, Tibor vagy Szöcske ajánlói linkjéről kezdeményezhetitek a vásárlást.

Biró Balázs

A fenntartható közlekedés elkötelezett híve, akit elsősorban a Tesla céltudatos és piacot felforgató tevékenysége rántott magával ebbe a világba, így publikációi elsősorban erre a területre koncentrálnak.