Čína našla řešení, jak překonat slabinu lithiových baterií

Dron v testování. Foto: Dalian Institute of Chemical Physics

Podle Science Direct rychlý rozvoj globalizace výrazně zvýšil poptávku po energii, a tím podpořil hledání nových zdrojů energie. Lithiové baterie jsou dnes preferovaným zařízením pro ukládání energie a jsou přítomny v mnoha odvětvích, od dronů až po elektromobily...

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

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

Dne 16. března deník Science and Technology Daily informoval, že tým výzkumníků z Dalianského institutu chemické fyziky pod vedením Chen Zhongwei testoval lithiové baterie v dronech létajících za extrémně nízkých teplot ve městě Mohe v provincii Chej-lung-ťiang v severovýchodní Číně.

Testovaný dron spolehlivě fungoval i v extrémně nízkých teplotách, což otevírá nový potenciál pro extrémní letecké operace. Díky udržení stabilního výkonu při -36 stupních Celsia zajišťuje baterie nepřerušované napájení, což z něj činí slibné řešení pro kritické aplikace, jako je polární průzkum, pohraniční hlídky, pomoc při katastrofách a logistika.

Během zkušebního letu zůstal dron stabilní a splnil očekávání ohledně výdrže i přes chladné 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 kapacitu bez jakýchkoli poklesů nebo neočekávaných výpadků 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 od -40 °C do 50 °C.

Vědci navíc zlepšili výdrž baterie v chladném počasí pomocí adaptivního řízení teploty a nízkoteplotní impedance. Výsledkem byla ztráta životnosti baterie při -40 °C menší než 10 %, což je výrazně lepší než současný průměr 30–50 %. To znamená, že nová baterie by mohla drony využít k plnění misí v chladných oblastech ve vysokých nadmořských výškách bez častého dobíjení.

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