Fluoridové baterie nové generace?

3. 11. 2025

Článek v Nature Energy se zabývá dlouhodobou překážkou ve vědě o bateriích a dosahování stability vysokého napětí bez obětování iontové vodivosti.

Po celá desetiletí se konstruktéři baterií snažili zvýšit hustotu energie zvýšením napětí, ale konvenční pevné elektrolyty, jako jsou sulfidy a oxidy, mají při napětí nad nad 4 volty tendenci se rozkládat.

Tým překonal zmíněné omezení vývojem fluoridového pevného elektrolytu (LiCl–4Li2TiF6), který zůstává stabilní i při napětí 5 V a vykazuje vodivost Li 1,7 × 10+-5 S/cm při 30 °C, což je jedna z nejvyšších hodnot ve své třídě.

Inovace umožňuje spinelové katody jako je LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) pro bezpečný a efektivní provoz i v náročných podmínkách cyklování. Při aplikaci jako ochranný povlak na vysokonapěťové katody LiCl–4Li2TiF6 Účinně potlačuje mezifázovou degradaci mezi katodou a elektrolytem.

Výsledek ukázal baterii, která si po 500 cyklech zachovává více než 75 % kapacity a podporuje ultra vysokou plošnou kapacitu 35,3 mAh/cm2, což je rekordní číslo pro polovodičové systémy. Tým také prokázal praktickou přizpůsobivost u baterií stejného typu, jaký se používá v elektrických vozidlech a spotřební elektronice, a vykazuje výjimečnou konzistenci výkonu.

Kromě materiálových inovací tato práce pokládá základy pro transformační konstrukční model baterie. Štít na bázi fluoridu, který vědci představili, nejen zvyšuje elektrochemickou stabilitu, ale také umožňuje kompatibilitu s nákladově efektivními halogenidovými katholyty, jako jsou systémy na bázi zirkonu.

Tato kombinace by mohla výrazně snížit náklady na materiál a zároveň zlepšit bezpečnost a životnost, což jsou dvě z největších výzev pro komerční technologie ASSB.

Výzkum má obrovský potenciál – od umožnění elektromobilů s delším dojezdem až po pokrok ve velkokapacitním skladování obnovitelné energie. Využitím hojných a levných materiálů podporuje globální posun směrem k udržitelným, uhlíkově neutrálním energetickým systémům.

Tento průlom představuje významný skok směrem k čistším a odolnějším energetickým řešením, překlenuje propast mezi laboratorními inovacemi a aplikacemi v reálném světě a pokládá základy pro novou generaci udržitelných technologií.

Zdroj v angličtině: ZDE