Akumulatory do zasilania pojazdów nowej generacji
Akumulatory litowo-polimerowe to rodzina ogniw doładowywanych o wysokiej gęstości energii, stabilności i charakterystykach bezpieczeństwa porównywalnych z konwencjonalnymi akumulatorami niklowo-kadmowymi. W przeciwieństwie do klasycznych akumulatorów litowo-jonowych, wykorzystujących ciekły elektrolit (medium przenoszące ładunek lub przewodzące), w akumulatorach litowo-polimerowych stosowany jest elektrolit polimerowy. Jest to zwykle stały polimer w formie bardzo cienkiej membrany, ułatwiającej wymianę jonów. Akumulatory litowo-polimerowe są bezpieczniejsze, lżejsze, bardziej elastyczne i bardzo cienkie, dzięki czemu cieszą się coraz większym zainteresowaniem jako alternatywa dla akumulatorów litowo-jonowych. W celu penetracji rynku wymagane są jednak ulepszenia. Naukowcy zainicjowali projekt SOMABAT w celu opracowania materiałów i metod przetwarzania, które sprostają temu wyzwaniu. Nacisk położono na odpowiednią gęstość energii, żywotność i bezpieczeństwo, przy zachowaniu niskich kosztów i recyklingu w zakresie do 50%. Naukowcy dokonali syntezy uplastycznionych stałych polimerowych membran elektrolitycznych o porowatej architekturze, opartych na kopolimerze fluorku winylidenu i heksafluoropropylenu. Szczególną uwagę poświęcono węglowym materiałom anodowym z dodatkiem kserożelu węglowego w celu poprawy stabilności anod. Udało się obniżyć koszy wytwarzania materiału z fosforanu litowo-żelazowego (LFP) do zastosowania w katodzie. Zsyntetyzowano fosforan manganu, który ma wyższą gęstość energii niż LFP. Uczeni badali skalowalność nowych syntetycznych i nadających się do recyklingu materiałów, tworząc stosy cienkich elektrodowo-membranowych typu pouch cell, dużych ogniw samochodowych oraz mniejszych ogniw pouch cell. System zarządzania akumulatorami litowymi umożliwił monitorowanie ich parametrów z dokładnością do pojedynczego ogniwa. Pozwolił też na zarządzanie i monitorowanie ładowania i rozładowania, zapewniając jednocześnie bezpieczną eksploatację. Nowo opracowane ogniwa i system zarządzania połączono, aby uzyskać docelowy akumulator. Partnerzy projektu sprawdzili możliwości powtórnego wykorzystania akumulatora oraz przeprowadzili analizę cyklu życia. Projekt SOMABAT dowiódł możliwości wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu i materiałów syntetycznych do wytwarzania elementów akumulatorów litowo-polimerowych. W prowadzonych w ramach projektu działaniach informacyjnych wykorzystano prezentacje, plakaty, publikacje prasowe, konferencje i warsztaty.
Słowa kluczowe
Litowo-polimerowe, pojazdy elektryczne, gęstość energii, elektrolit polimerowy, nadające się do recyklingu
