Viimastel aastatel on liitiumioonakud kujunenud oluliseks tehnoloogiaks üleminekul taastuvatele energiaallikatele ja elektriautodele (EV). Pidevalt kasvav nõudlus tõhusamate ja taskukohasemate akude järele on ergutanud märkimisväärseid arenguid selles valdkonnas. Eksperdid ennustavad sel aastal mitmeid läbimurdeid, mis võivad liitiumioonakude võimekust revolutsiooniliselt muuta.
Üks tähelepanuväärne edasiminek, mida silmas pidada, on tahkis-akude arendamine. Erinevalt traditsioonilistest liitiumioonakudest, mis kasutavad vedelaid elektrolüüte, kasutavad tahkis-akud elektrolüütidena tahkeid materjale või keraamikat. See innovatsioon mitte ainult ei suurenda energiatihedust, mis potentsiaalselt pikendab elektrisõidukite sõiduulatust, vaid vähendab ka laadimisaega ja parandab ohutust, minimeerides tulekahjuohtu. Märkimisväärsed ettevõtted nagu Quantumscape keskenduvad tahkis-liitiummetallakudele, eesmärgiga integreerida need sõidukitesse juba 2025. aastaks[1].
Kuigi tahkisakud on paljulubavad, uurivad teadlased ka alternatiivseid keemilisi lahendusi, et lahendada muresid oluliste akumaterjalide, näiteks koobalti ja liitiumi kättesaadavuse pärast. Odavamate ja jätkusuutlikumate valikute otsing on jätkuvalt innovatsiooni liikumapanev jõud. Lisaks töötavad akadeemilised asutused ja ettevõtted kogu maailmas usinalt akude jõudluse parandamise, mahutavuse suurendamise, laadimiskiiruse kiirendamise ja tootmiskulude vähendamise nimel[1].
Liitiumioonakude optimeerimise jõupingutused ulatuvad elektriautodest kaugemale. Need akud leiavad rakendusi võrgutasemel elektrienergia salvestamisel, võimaldades paremini integreerida vahelduvaid taastuvaid energiaallikaid, nagu päikese- ja tuuleenergia. Liitiumioonakude kasutamine võrgusalvestuses parandab oluliselt taastuvenergiasüsteemide stabiilsust ja töökindlust [1].
Hiljutise läbimurdena on Lawrence Berkeley riikliku labori teadlased välja töötanud juhtiva polümeerkatte, mida tuntakse kui HOS-PFM. See kate võimaldab toota elektriautodele pikemaajalisi ja võimsamaid liitiumioonakusid. HOS-PFM juhib samaaegselt nii elektrone kui ka ioone, parandades aku stabiilsust, laadimis-/tühjenduskiirust ja üldist eluiga. See toimib ka liimina, mis võib potentsiaalselt pikendada liitiumioonakude keskmist eluiga 10 aastalt 15 aastale. Lisaks on kate näidanud erakordset jõudlust räni- ja alumiiniumelektroodidele kandmisel, leevendades nende lagunemist ja säilitades aku suure mahtuvuse mitme tsükli jooksul. Need leiud lubavad oluliselt suurendada liitiumioonakude energiatihedust, muutes need elektriautodele taskukohasemaks ja kättesaadavamaks [3].
Kuna maailm püüab vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja minna üle jätkusuutlikule tulevikule, mängivad liitiumioonakude tehnoloogia edusammud võtmerolli. Käimasolevad teadus- ja arendustegevused viivad tööstusharu edasi, viies meid lähemale tõhusamatele, taskukohasematele ja keskkonnasõbralikumatele akulahendustele. Läbimurretega tahkisakude, alternatiivsete kemikaalide ja katete (nt HOS-PFM) valdkonnas muutub elektriautode ja võrgutasemel energia salvestamise laialdase kasutuselevõtu potentsiaal üha teostatavamaks.
Postituse aeg: 25. juuli 2023
