O echipă de cercetători europeni, coordonată de SINTEF în cadrul proiectului IntelLiGent, a dezvoltat o baterie inovatoare pentru mașinile electrice. Aceasta promite o autonomie extinsă, un timp de încărcare mai scurt și un impact redus asupra mediului, datorită materialelor sustenabile și mecanismelor de auto-reparare, conform articolului publicat pe site-ul organizației.
„Ne dorim să eliminăm atât anxietatea legată de autonomie, cât și preocupările de mediu. Noile baterii permit parcurgerea unor distanțe mai mari fără încărcare frecventă și se încarcă mult mai rapid”, explică Nils Peter Wagner, cercetător principal la SINTEF.
Noua baterie utilizează un catod din litiu-nichel-mangan-oxid (LNMO), un material inovator care nu conține cobalt și necesită mai puțin nichel și litiu, reducând astfel impactul asupra mediului. „Catodul LNMO oferă o tensiune ridicată și o densitate energetică mare, ceea ce înseamnă o autonomie extinsă”, spune Wagner.
Pentru anod, cercetătorii au optat pentru un compozit de siliciu și grafit, o combinație care crește capacitatea bateriei și îi prelungește durata de viață. Siliciul poate absorbi mai mulți ioni de litiu decât grafitul, ceea ce îi oferă un avantaj semnificativ, însă se dilată în timpul încărcării, riscând să se deterioreze. „Am reușit să stabilizăm acest efect prin combinarea siliciului cu grafitul, astfel încât bateria să fie mai durabilă”, explică Wagner.
Una dintre provocările principale a fost durata de viață redusă a catodului LNMO. Cercetătorii au optimizat structura acestuia pentru a îmbunătăți stabilitatea și performanța pe termen lung.
Siliciul din anod, deși foarte eficient, avea tendința de a se extinde și contracta în timpul ciclurilor de încărcare, ceea ce putea cauza fisuri. Pentru a preveni acest lucru, echipa a dezvoltat un electrolit special, care protejează atât anodul, cât și catodul, prelungind durata de viață a bateriei.
De asemenea, densitatea energetică ridicată poate duce la supraîncălzire, afectând siguranța și eficiența bateriei. Pentru a preveni acest risc, cercetătorii au optimizat structura internă și au utilizat materiale avansate pentru disiparea căldurii.
O inovație semnificativă a acestei baterii este utilizarea unor lianți și separatoare active, care permit auto-repararea defectelor minore. „Aceste componente nu sunt doar elemente pasive, ci joacă un rol activ în menținerea integrității structurale a bateriei, prevenind deteriorările premature”, explică Wagner.
Totodată, noua baterie permite încărcări mai rapide, datorită arhitecturii optimizate și a materialelor inovatoare utilizate.
Pentru a accelera implementarea acestei tehnologii, echipa folosește metode digitale avansate de testare și modelare, analizând performanțele bateriei în medii virtuale. Acest proces permite ajustări rapide și eficiente înainte de producția în masă.
În prezent, cercetătorii lucrează la testarea unui prototip de generație a doua, care va avea o densitate energetică și mai mare. „Această tehnologie va revoluționa industria bateriilor, oferind soluții mai durabile și mai eficiente pentru viitorul mobilității electrice”, concluzionează Wagner.
