Illusztráció. Forrás: CATL

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.