A vállalat új elektrolit-stratégiájának köszönhetően sikerült növelni az LMB akkumulátorok energiasűrűségét és élettartamát, megoldást kínálva az iparág legrégebben fennálló kihívásaira.

A prototípus 483 ciklusnyi élettartamot ért el, miközben energiasűrűsége meghaladja az 500 Wh/kg értéket. Ezek az eredmények új lehetőségeket nyithatnak meg a közúti- és légiközlekedés villamosításában egyaránt.

A lítiumfém akkumulátoroknak kulcsszerepe lesz a következő generációs energiatároló rendszerekben rendkívül magas energiasűrűségüknek köszönhetően, így különösen alkalmasak nagy teljesítményigényű közlekedési eszközök, például hosszú hatótávú elektromos gépjárművek, vagy akár elektromos repülők meghajtására. Ugyanakkor az LMB-k fejlesztése eddig kompromisszumot igényelt az energiasűrűség és az élettartam között. Korábbi kutatások főként az akkumulátor cella teljesítményének javítására fókuszáltak, de az elért az eredmények nem jelentettek kellő megoldást a kereskedelmi felhasználáshoz.

A kulcs az akkumulátorok amortizációjának lassítása

A CATL kutatói új elemzési módszereket fejlesztett ki annak érdekében, hogy pontosan nyomon követhetők legyenek az aktív lítium és az elektrolit összetevőinek változásai az akkumulátor teljes élettartama alatt. Az elemzések kimutatták, hogy az akkumulátorok teljesítménycsökkenésének legfőbb oka nem az oldószer lebomlása vagy az inaktív lítium felhalmozódása, hanem az elektrolit-só (LiFSI) folyamatos fogyása. A kutatás rávilágított arra, hogy egy cella élettartamának végére az elektrolit-só 71%-a elhasználódik, ami új szempontot hozott be az iparági fejlesztésekben: az akkumulátorok tartósságát nemcsak az ún. Coulomb-hatékonyság (CE), hanem az elektrolit stabilitása is jelentősen befolyásolja.

Új elektrolit technológia a nagyobb élettartam szolgálatában

A kutatási eredmények alapján a CATL módosította az elektrolit összetételét úgy, hogy egy alacsonyabb molekulatömegű hígítót alkalmazott. Ez lehetővé tette a LiFSI tömegének növelését, a vezetőképesség javítását és a viszkozitás csökkentését, anélkül, hogy az elektrolit teljes tömegét megnövelték volna. Az új akkumulátor prototípus ugyanazt a Coulomb-hatékonyságot nyújtja, mint elődje, de kétszer hosszabb, 483 ciklusnyi élettartamot biztosít, miközben energiasűrűsége meghaladja az 500 Wh/kg értéket. Ez az innováció jelentős előrelépést jelent az energiasűrűség és az akkumulátorok tartósságának együttes fejlesztésében.

„Fontosnak tartottuk, hogy áthidaljuk a szakadékot az akadémiai kutatások és a kereskedelmi akkumulátorcella-fejlesztések között” – nyilatkozta Ouyang Chuying, a CATL kutatás-fejlesztési társelnöke és a 21C Lab ügyvezető igazgatóhelyettese. „Eredményeink igazolják, hogy az akkumulátorok élettartamát jelentősen befolyásolja a LiFSI só fogyása és az elektrolitban lévő sókoncentráció”

– tette hozzá.

A kutatásokat a CATL 21C Lab intézetében végezték, amely az akkumulátortechnológiák új generációjának fejlesztésére fókuszál. A vállalat 2024-ben körülbelül 18,6 milliárd kínai jüant (906,8 milliárd forint) fordított kutatás-fejlesztésre, és több mint 43 000 szabadalommal rendelkezik. Ezek az erőfeszítések tovább erősítik a CATL vezető szerepét az akkumulátortechnológia innovációjában és a megújuló energiaforrásokra vonatkozó tudományos kutatások gyakorlati megoldásokká alakításában.

Forrás: CATL

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post A CATL fejlesztői még nagyobb energiasűrűséget értek el appeared first on Műszaki Magazin.

A vita erről legalább olyan régi, mint maguk a technológiák, de az kétségtelen, hogy az ultrakondenzátorok és az akkumulátorok az energiatárolás zászlóshajói.

Az ultrakondenzátoros tárolók fejlesztésével és gyártásával foglalkozó, a magyar piacra idén tavasszal belépő észt startup, a Skeleton Technologies szerint mindkét megoldásnak egyaránt megvan a maga felhasználási területe, és igazából a fő különbség köztük az energiatárolás módszerében rejlik. A két technológia összevetését ebből a szempontból készítették el a legfrissebb felmérésükben.

Elemzésükben kiemelik, hogy az ultrakondenzátorok a gyors energiatárolás lehetőségéről ismertek. Elsősorban a magas energiasűrűség jellemzi őket, ami azt jelenti, hogy (több ezer ampernyi) erős áramot képesek biztosítani rövid időn belül (ideális esetben kevesebb, mint 10 másodpercen belül). Fontos jellemzőjük az is, hogy gyorsan tölthetők, illetve kisüthetők (kevesebb, mint egy perc), aminek megfelelően az élettartamuk több mint egy millió töltési/kisütési ciklust ölel fel, és miután nagyon alacsony belső ellenállással rendelkeznek (néhány tized milliohm), közel 100%-os hatásfokkal működnek. Nem utolsó szempont az sem a velük való tervezés során, hogy lényegesen könnyebbek, mint az akkumulátorok és jól tűrik az extrém hőmérsékleteket. Majdnem teljes hatásfokkal működnek még -40 °C-on is, miközben nem tartalmaznak káros vegyszereket vagy mérgező fémeket, így nem tűzveszélyesek és nem is robbannak fel. Ugyanakkor az sem titok, hogy hajlamosak a szivárgásra, ezért használaton kívül képesek lemerülni.

Az ultrakondenzátorokkal ellentétben az akkumulátorok lassú energiatárolóknak minősülnek, és jóval magasabb energiasűrűség jellemzi őket, mint az ultrakondenzátorokat. Ennek köszönhetően pedig hosszabb ideig képesek működni, akár órákon, napokon, éveken át. Lassan tölthetők és süthetőek ki, ami általában többórás folyamat, de az időigényesség összefügg az akkumulátor méretével, típusával is. Viszont az is igaz, hogy töltés vagy kisütés közben nem reagálnak jól a nyomásra. A gyorstöltés le is rövidíti az akkumulátorok élettartamát, amire azonban normál esetben nem lehet panasz, mert az 2000-5000 töltési/kisütési ciklus között mozog, amely a karbantartás módjától és az akkumulátor típusától függően némileg még ki is tolódhat. Hátulütői ennek a technológiának, hogy körülbelül 70-80%-os hatásfokkal működnek, érzékenyek a túltöltésre és a 0%-os töltöttségi szintre, illetve gyengén teljesítenek nagyon hideg vagy forró környezetben. Azt sem válik előnyükre, hogy mérgező, környezetre káros vegyszereket tartalmaznak és tűzveszélyesek, mivel az egyes akkumulátorok szélsőséges körülmények között, vagy fizikai sérülés következtében felrobbanhatnak. Ugyanakkor kétségkívül a javukra írandó, hogy az akkumulátorok kevéssé szivárognak.

A Skeleton Technologies felmérése rámutat arra, hogy az akkumulátoroknak és az ultrakondenzátoroknak egyaránt megvan a maguk felhasználási területe, de tulajdonképpen egymást kiegészítő technológiákról van szó, amelyek számos hálózati, autóipari és közlekedési megoldást tesznek közösen elérhetővé. Köszönhetően annak, hogy az akkumulátorok biztosítják az energiát hosszú távon, az ultrakondenzátorok pedig gondoskodnak a magas csúcsteljesítményről és a gyors reagálásról – áll az elemzésük zárszavában.

A Skeleton Technologies magyarországi piacra lépését az InNow Interreg Central Europe program, az EIT Urban Mobility, és az EIT InnoEnergy társ-finanszírozásában működő Green Brother biztosítja.

Ultrakondenzátor elnevezései

Szakmai körökben a szuperkapacitás, az ultrakapacitás, a szuperkondenzátor, az ultrakondenzátor elnevezéseket egymás szinonimájaként használják és az eltérő nyelvterületeken egyik, vagy a másik prioritást élvezhet.

The post Előre törnek az ultrakondenzátorok, de nem áldozott le az akkumulátoroknak sem appeared first on Műszaki Magazin.