Naładujesz telefon w 8 minut, żywotność baterii 68 lat – przełomowe odkrycie Rzeszowskiej firmy
Naukowcy z Rzeszowskiej firmy The Batteries opracowali niezwykle tanią i energooszczędną metodę wytwarzania baterii cienkowarstwowych, których żywotność sięga ponad 68 lat, a czas ładowania od 0 do 100% wynosi 8 minut!
Współczesny świat poszukuje nowych źródeł zasilania, które będą w stanie podtrzymać coraz bardziej energochłonne urządzenia elektroniczne. Jest to obecnie jedno z głównych ograniczeń rozwoju. Od ponad 25 lat do magazynowania energii wykorzystywano baterie litowo-jonowe, które pomimo wysokiej pojemności oraz jednoczesnym zachowaniu niewielkich rozmiarów i wagi, posiadają kluczowe problemy takie jak żywotność, pojemność czy czas ładowanie. Nie wspominając już o wpływie na środowisko naturalne.
Między innymi dlatego też wyczekiwano nowych rodzajów i technologii magazynowania dużej ilości energii przy jednoczesnych małych gabarytach i szybkim tempie ładowania. Udało się to polskim naukowcom z The Batteries, którzy opracowali i opatentowali efektywne i tanie wytwarzanie akumulatorów cienkowarstwowych przy użyciu odparowywania próżniowego wzmocnionego plazmą o wysokiej gęstości. Dotychczas powszechnie stosowanym procesem produkcyjnym do osadzania warstwy katody i elektrolitu w bateriach cienkowarstwowych było napylanie magnetronowe. Polega to na bombardowaniu celu wiązką jonów, która sterowana jest polem magnetycznym. Mimo iż technologia ta zapewnia wysoką jakość materiału, jest kosztowna, wymaga dużego zużycia energii i w trakcie procesu produkcyjnego napotyka szereg problemów. Na przykład jednym z nich było przygotowanie twardego i ogniotrwałego materiału LiCoO2, z którego wykonane są katody. Technologia The Batteries zastąpiła go proszkiem, co znacznie obniżyło koszt produkcji i uczyniło ich pierwszymi na świecie, tworzącymi baterie cienkowarstwowe w tak energooszczędny sposób.
Tradycyjne baterie litowo-jonowe lub litowo-polimerowe wykonane są z dużej, „masowej” formy materiału, która nie jest jednorodna i w związku z tym posiada liczne, dodatkowe substancje wymagane do scalenia i utrzymania głównego materiału, a to znacznie zmniejsza gęstość energetyczną akumulatora. Natomiast technologia cienkowarstwowa pozwala osadzać materiał w postaci krystalicznej, eliminując wszelkie, dodatkowe związki chemiczne. Dzięki temu gęstość energetyczna takiego elementu jest prawie podwojona, sięgając 1200 Wh/l.
Akumulatory półprzewodnikowe, gdzie elektrolity są w stanie stałym, cechują się mniejszą reaktywnością niż płyny lub żele, co znacznie wydłuża ich działanie, oraz co najważniejsze, nie wybuchają ani nie zapalają się, jeśli zostaną uszkodzone lub mają wady produkcyjne. Ponadto posiadają one o wiele większą ilość cykli ładowania, sięgając 10 000 – 25 000 razy, gdzie przykładowo średnia ilość cykli standardowego akumulatora Li-ion w naszym smartfonie to około 2000 cykli ładowania. Zakładając, że nasze urządzenie wyposażone w tę innowacyjną baterię podłączalibyśmy do ładowarki raz dziennie, to jej żywotność wynosiłaby ponad 68 lat, a to jeszcze nie koniec zalet.
Naukowcy z The Batteries zapewniają, iż czas ładowania wynosiłby zaledwie 8 minut od 0 do 100%, i w dodatku są w stanie wytrzymać duży zakres temperatur: od -40⁰C (z pewnym spadkiem pojemności) aż do 170⁰C. Co więcej, specjalny proces produkcyjny jest w stanie zapewnić wytrzymałość na skokowy wzrost temperatury do 280⁰C, co pozwala na drukowanie w procesie SMD (ang. Surface Mounted Device) lub lutowanie w procesie rozpływowym. Technologia ta umożliwia również tworzenie baterii pod konkretne rozwiązania o zadanym kształcie i wymiarze, pozwalając na tworzenie ultracienkich i giętkich ogniw.
Firma obecnie jest na etapie tworzenia fabryki pilotażowej pod Rzeszowem, gdzie składane są komponenty kupowane na całym świecie. Ma posiadać wydajność ponad 1MW rocznie, co pozwoli na produkowanie kilkudziesięciu tysięcy sztuk baterii w ciągu roku.
Źródło: thebatteries.tech
