Čína našla řešení, jak překonat slabiny lithiových baterií.

Dron během testování. Foto: Dalianský institut chemické fyziky.

Podle Science Direct rychlý rozvoj globalizace výrazně zvýšil poptávku po energii, což vede k hledání nových zdrojů energie. Lithiové baterie jsou v současnosti preferovaným zařízením pro ukládání energie a hrají roli v mnoha odvětvích, od dronů až po elektromobily...

Navzdory svému obrovskému potenciálu trpí lithiové baterie vážnou slabinou při nízkých teplotách. Při provozu v prostředí s nízkými teplotami se výkonnostní parametry lithiových baterií, jako je kapacita, výstupní výkon a životnost, výrazně snižují.

Studie ukazují, že v prostředí s teplotami pod -40 stupňů Celsia se kapacita baterií může snížit o 12 %. Je pozoruhodné, že 38 % území Číny pravděpodobně zažije teploty pod -20 stupňů Celsia během roku, což představuje pro lithiové baterie značné problémy.

Podle deníku Science and Technology Daily z 16. března testoval tým výzkumníků z Dalianského institutu chemické fyziky pod vedením Chena Zhongweie lithiové baterie v dronech provozovaných za extrémně nízkých teplot ve městě Mohe v provincii Chej-lung-ťiang v severovýchodní Číně.

Dron v testu spolehlivě fungoval i při extrémně nízkých teplotách, což otevírá nový potenciál pro letecké operace v náročných podmínkách. Baterie si udržuje stabilní výkon při -36 stupních Celsia a zajišťuje nepřetržité napájení. Díky tomu je slibným řešením pro kritické aplikace, jako je polární průzkum, pohraniční hlídky, pomoc při katastrofách a logistická doprava.

Během zkušebního letu si dron udržel stabilitu a splnil očekávání ohledně výdrže i přes mrazivé počasí. Dron úspěšně splnil řadu kritérií, včetně rychlého startu, vznášení se ve vysoké nadmořské výšce a navigace po složitých trasách. Baterie si navíc udržela stabilní výkon bez náhlých poklesů nebo ztrát energie v extrémně chladných podmínkách.

Aby se zabránilo degradaci lithiových baterií v extrémně chladných podmínkách, výzkumný tým z Dalianského institutu chemické fyziky vylepšil zařízení optimalizací složení elektrolytu a úpravou materiálu anody, čímž výrazně rozšířil provozní teplotní rozsah baterie. Díky tomu může nová baterie poskytovat nepřetržitý výkon v teplotním rozsahu -40 °C až 50 °C.

Vědci dále zlepšili provozní dosah baterie v chladném počasí pomocí adaptivního řízení teploty a nízkoteplotní impedance. Výsledkem bylo snížení životnosti baterie při teplotě -40 °C o necelých 10 %, což je výrazně méně než současný průměr 30–50 %. To znamená, že nová baterie by mohla drony využít k plnění misí v mrazivých oblastech ve vysokých nadmořských výškách bez častého dobíjení.

Chen Zhongwei dodal, že výzkumný tým bude i nadále zlepšovat výkon baterie a rozšiřovat aplikace zařízení v náročných podmínkách.