Nech to lieta! Lítium-sírové batérie dosahujú energetickú hustotu 540 Wh/l

Austrálska spoločnosť Li-S Energy so sídlom v Brisbane oznámila ukončenie vývoja svojich 20-vrstvových lítium-sírových batériových článkov s polotuhým elektrolytom. Ich parametre vyzerajú zaujímavo a zaujme najmä ich gravimetrická energetická hustota, ktorá je takmer dvojnásobná oproti dnešným Li-ion batériám. Objemová (volumetrická) energetická hustota nových batérií je oproti predchádzajúcej generácii vyššia o 45%.

V praxi to znamená, že nové Li-S batérie majú pri rovnakej kapacite polovičnú hmotnosť, čo otvára cestu na ich využitie v dronoch a lietadlách. Iste, výhodou by bolo využitie ľahších batérií aj v elektromobiloch, ale Li-S Energy takúto aplikáciu zatiaľ nespomína.

Nové 20-vrstvové články používajú elektrolyt s nízkou horľavosťou, ktorý je bezpečnejší ako elektrolyt v bežných Li-S a Li-ion článkoch. Ten býva pri mechanickom poškodení a skrate medzi elektródami príčinou medializovaných požiarov nielen u elektrických áut.

Li-S Energy v článkoch použila svoju patentovanú technológiu li-nanomesh, využívajúcu nanorúrky nitridu bóru (boron nitride nanotubes, BNNT). Pomáha pri potlačení vzniku dendritov, ktoré môžu skratovať článok batérie a zvyšujú bezpečnosť batérií. 

Aby sme boli konkrétni, 20-vrstvové batériové články Li-S Energy 3. generácie majú objemovú hustotu energie 540 watthodín na liter, o 45 % viac v porovnaní s článkami druhej generácie. Ich gravimetrická energetická hustota je 400 watthodín na kilogram, čo je skvelé.

Pre porovnanie, čínsky CATL, najväčší svetový výrobca batérií, minulý rok oznámil, že jeho tretia generácia článkov lítium-železofosfátových (LFP) batériových článkov má hustotu energie 290 Wh/l, respektíve 160 Wh/kg. Li-ion články NCM (niklovo-kobalt-mangánové) tretej generácie toho istého výrobcu majú energetickú hustotu 450 Wh/l a 250 Wh/kg.

Jedným z lídrov trhu sú články Tesla 4680, ktoré sa montujú do Modelu Y AWD, ale aj tie s odhadovanou gravimetrickou hustotou energie 272 až 296 Wh/kg ťahajú oproti článkom od Li-S Energy za kratší koniec.

Články od Tesly však majú oproti novinke jednu podstatnú výhodu. Tou je reálna dostupnosť. V prípade batérií Li-S Energy síce nejde len o základný výskum, roky vzdialený od praktického využitia, ale zatiaľ sú k dispozícii len prototypy. 

Články boli vyrobené v poloautomatickej prevádzke Li-S Energy pre fázu 2 v meste Geelong, v austrálskom štáte Victoria. Výroba testovacích článkov by mala byť spustená v priebehu tohto roku v novej prevádzke fázy 3. Kedy firma plánuje spustiť hromadnú výrobu zatiaľ známe nie je.

Dobrou správou však je, že môžeme naďalej rátať s permanentným zlepšovaním energetickej hustoty, bezpečnosti a ďalších parametrov batérií. Prechod na elektromobilitu a stabilizácia energetických sietí kvôli rastúcej produkcii elektriny z obnoviteľných zdrojov tak bude o niečo hladší, než sme sa obávali.