dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem | Tiskové zprávy | autoweek.cz

Dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem

Dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem

17.05.2022 | Rybecký Vladimír | Aktuality

Delší dojezd, poloviční doba nabíjení, téměř žádné riziko požáru - akumulátory s pevným elektrolytem by se mohly stát budoucností elektromobility. Jenže jejich cesta na trh bude ještě dlouhá.
Výrobci elektromobilů doufají v akumulátory s pevným elektrolytem. Ty by mohly vyřešit problémy s dlouhou dobou nabíjení a relativně krátkým dojezdem. Podle studie, kterou zveřejnil Fraunhoferův Institut pro výzkum systémů a inovací ISI v Karlsruhe, to ale bude ještě nějakou dobu trvat, než se tato technologie dokáže prosadit ve srovnání s dosud dominantními lithio-ionovými akumulátory. Ty kromě elektromobilů najdeme i v noteboocích nebo chytrých telefonech.
 
Ještě dlouhá cesta pro SSB proti LIB
„Neočekáváme, že by se akumulátory s pevným elektrolytem na bázi oxidů a sulfidů v příštích pěti letech objevily ve větším měřítku na automobilovém trhu. Je to proto, že technologie pro tento typ akumulátorů ještě není zralá,“ řekl Thomas Schmaltz, který koordinoval výzkumné práce v ISI.
 
V rámci studie bylo on-line dotazováno 50 odborníků z Německa a zahraničí na jejich hodnocení trhu a uskutečnilo se 25 dalších rozhovorů. Byly při tom zdůrazněny různé technologie, jako například akumulátory s pevným elektrolytem na bázi oxidu a sulfidu, na nichž v současnosti pracují různé společnosti. V současné době jsou na trhu ve větším měřítku pouze polymerové akumulátory s pevným elektrolytem. Ty se ale podle Schmaltze pro elektromobily nehodí, protože pro správnou funkci se musí zahřívat.
 
V lithio-ionových akumulátorech s tekutým elektrolytem (LIB) se obvykle používá směs niklu, manganu a kobaltu (NMC) v různém poměru. Rostoucí roli hrají také články LFP, tedy s lithio-železofosfátovými články. Fraunhofer ISI očekává dosažení dalšího pokroku u obou druhů, ale v nadcházejícím desetiletí vidí stále menší potenciál pro jejich optimalizaci. Proto jim pak mohou začít konkurovat akumulátory s pevným elektrolytem (SSB).
 
U akumulátorů s pevným elektrolytem se náboj netransportuje přes tekuté médium. Díky tomu jsou články lehčí, což zvyšuje dojezd vozidel. Vyšší hustota energie by také měla umožnit rychlejší nabíjení. Doba nabíjení je slabou stránkou lithio-ionových akumulátorů.
 
Tři možná řešení
Fraunhofer ISI identifikoval tři slibné skupiny akumulátorů SSB, nepředpokládá však jejich brzké využití v elektromobilech. Polymerní elektrolyty jsou v současnosti v popředí výzkumu a pohánějí již malosériové elektrobusy. Průlomu v masové výrobě však dosud brání mnoho faktorů, přičemž požadovaná provozní teplota 50 až 80 °C omezuje jejich použití pro běžná vozidla a zařízení.
 
Vývojáři vidí potenciál v oxidových elektrolytech, avšak jejich zpracování vyžaduje velkou spotřebu energie a tento elektrolyt má špatnou iontovou vodivost. Dalšími budoucími pevnými elektrolyty jsou sulfidové. Snadno se s nimi pracuje, materiál je měkčí a pružnější než oxidový elektrolyt, ale jsou dostupné pouze v omezené míře a jejich chemická kompatibilita s kovovým lithiem a materiálem vysokonapěťové katody je omezená.
 
Hlavní problém článků s pevným elektrolytem jsou vysoké výrobní náklady, ale ty mohou být z dlouhodobého hlediska kompenzovány velkými úsporami. Mezi jejich výhody patří i zvýšená bezpečnost, protože SSB neobsahují hořlavé kapaliny, ovšem SE sulfid reaguje s vodou za vzniku toxického sirovodíku a kovové lithium je vysoce reaktivní.
 
První kroky
Velcí výrobci automobilů, jako BMW a Ford, již nějakou dobu investují do výzkumu akumulátorů s pevným elektrolytem. „Německo si v základním výzkumu nevede špatně. Jenže s pilotní výrobou, i když velmi nákladnou, akumulátorů s pevným elektrolytem to nevypadá tak dobře,“ řekl Schmaltz. Podle studie ISI ve výzkumu dominují asijské a americké firmy a instituce. Evropa proto potřebuje jako celek zintenzivnit svůj přístup a investovat více peněz z veřejných nebo soukromých zdrojů, aby ve vývoji akumulátorů s pevným elektrolytem mohla v budoucnu hrát vedoucí roli.
 
Tchajwanské společností Gogoro a ProLogium Technology už představily prototyp výměnného akumulátoru s pevným elektrolytem na bázi lithia a keramiky připravený k sériové produkci pro elektroskútry. Společnost ProLogium spolupracuje i s Mercedesem-Benz.

  • Dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem
  • Dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem
  • Dlouhá cesta k akumulátorům s pevným elektrolytem