Nowa metoda produkcji litowo-jonowych baterii może doprowadzić do zmniejszenia wymiarów, i ciężaru baterii, które mogą być naładowane w ciągu zaledwie kilku sekund.
Takie baterie, mogły by być bardzo przydatne dla samochodów hybrydowych i elektrycznych, gdzie szybki pobór prądu i ładowania jest konieczne dla przyspieszenia rozwoju tego nowego sposobu napędu samochodów. Podejście to wymaga jedynie prostej zmiany w procesie produkcji znanego materiału.
Nowe badania przedstawione w czasopiśmie naukowym “Nature”. Ze względu na elektroniczne uderzenie, dużą pakowność elektryczną na jeden gram, baterie litowo-jonowe są najczęściej wykorzystywane jako baterie do ponownego ładowania i występują w elektronice użytkowej, w takich urządzeniach jak laptopy. Jednakże one jednak niestety długo się ładują.
Naukowcy do tej pory zakładali, że istnieje ograniczenie prędkości dla jonów elektronów litu, które przepływają przez baterie i stanowią elektrochemiczne obwody.
Gerbrand Ceder z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA, i jego współpracownicy, korzystając z komputera do symulacji modelu przepływu jonów i elektronów dla materiału litu wariantu standardowego znane jako fosforan litu żelaza wykonali symulację która wskazała, że poruszające się jony uzyskały wielkie prędkości.
“Jeśli transport jonów litu był tak szybki, to coś innego musi być problemem”, powiedział profesor Ceder. Tym problemem okazał się sposób przechodzenia jonów przez materiał, które przechodzą przez malusieńkie tunele, które wejścia są na powierzchni materiału.
Prototyp baterii wykonanych przy użyciu nowej techniki mogą być ładowane w krótszym czasie niż 20 sekund - w porównaniu do sześciu minut z niepoprawioną próbki materiału.
Większość komercyjnych baterii wykorzystuje materiał składającego się z litu i kobaltu, fosforanu żelaza i litu, które nie cierpią z powodu przegrzania, co miało wpływ na produkcję baterii dla laptopów i odtwarzaczy mp3. Nawet jeśli jest to tanie, fosforan litu i żelaza do tej pory ma niewielkie zainteresowanie, gdyż w bateriach litowo-kobaltowych można przechowywać nieco więcej energii dla danej wagi baterii.
Jednakże naukowcy stwierdzili, że ich nowy materiał nie traci swoją zdolność do magazynowania ładunku w takim samym czasie jak standardowe baterie litowo-jonowe.
To oznacza że dodatkowy materiał wprowadzony do standardowych baterii, aby zrekompensować tę stratę w czasie nie jest konieczny, co prowadzi do mniejszych, lżejszych baterii z fenomenalnym czasem ładowania.
Co więcej, ponieważ istnieje stosunkowo niewiele zmian do normy procesu produkcyjnego, profesor Ceder uważa, że nowa baterie mogłoby wejść na rynek w ciągu dwóch - trzech lat.