През 2023 гoдина батериите за електрически превозни средства се използват с определени ограничения поради различни причини. Надеждната плътност на енергията, която позволява да се постигнат очакваните от клиентите разстояния, изисква батерии с определени размери и, разбира се, с определено тегло. Разграждането на батериите по време на циклите на зареждане също е сериозен проблем, както от инженерна гледна точка, така и от гледна точка на собствениците на превозни средства, защото купуването на резервни батерии не е евтина операция.
Това са само няколко от причините, поради които изследователите в момента работят за подобряване на технологията на батериите за електромобили. В статия от декември миналата година, публикувана в рецензираното научно списание Nature Materials, екип от изследователи от Япония и Австралия обсъжда експериментите си за повишаване на стабилността на литиевите батерии в твърдо състояние.
При тестовете екипът изследва сравнителната стабилност на литиево-ванадиеви оксиди в твърдотелни батерии при множество цикли на зареждане. Впечатляващо е, че след 400 цикъла те не наблюдават намаляване на капацитета и някаква деградация. Екипът обобщава това, което според него показват изследванията им, със заглавието на статията: „A Near Dimensionally Invariable High-Capacity Positive Electrode Material/Почти неизменен по размери материал за положителни електроди с голям капацитет“.
Тези изследователи със сигурност не са единствените, които се опитват да намерят начини да подобрят технологията за батерии за електрически превозни средства, каквато я познаваме в момента. През декември 2019 година изследователи от Университета Райс разказаха за работата, която извършват, за да проучат възможностите на тънки слоеве от въглеродни нанотръби и литиево-метални батерии. Използването на въглеродни нанотръбички, заявиха тогава учените, може да подобри изключително много енергийната плътност, както и да предотврати появата на дендрити, които понастоящем създават проблеми при стандартните цикли на зареждане и разреждане на литиевите батерии, което в крайна сметка може да доведе до късо съединение в тези батерии.
През май миналата година екип от изследователи от Харвард предложи различно литиево-метално решение, което не изисква пълно потискане на растежа на дендритите. Вместо това изследователите заявиха, че ако намерят начин да контролират и ограничават мястото, където дендритите растат, ще могат (поне на теория) да предотвратят превръщането им в проблем. Техният материал е публикуван и в сродно рецензирано научно списание по това време, Nature.
През септември 2022 година изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) предложиха да решат сегашното затруднение с литиево-йонните батерии с напълно различна архитектура на батерията. Използвайки алуминий и сяра като електроди, това предложено решение ще разчита на електролит от разтопена сол. Тази комбинация от съставки има множество предимства. Те са евтини, има ги в изобилие и, което е изключително важно, не са запалими.
За да се запознаете с добре обяснените, задълбочени и дълбоки проблеми, свързани с деградацията на батериите, които всички тези изследователи се опитват да решат, вижте това видео.