Одними з перспективних для електромобілів вважаються літийметалічні акумулятори. Максимальна теоретична ємність літийметалевих батарей більш ніж удвічі перевищує ємність літійних акумуляторів. Акумулятори майбутнього зможуть запасати до 500 Вт· год/кг, що в два рази збільшить пробіг електрокарів на одному заряді акумулятора. Залишалася проблема швидкої деградації батарей з чистим літієм в аноді, але американці з нею впоралися.
Дослідники з Тихоокеанської національної лабораторії Міністерства енергетики США (PNNL) знайшли можливість продовжити роботу літійметалевих акумуляторів без істотної деградації аноду. Раніше для цього пропонувалося наносити на анод більш товстий шар літію. Але хімічні процеси в ході безлічі циклів заряду і розряду все одно руйнували літій і, як наслідок, анод, що вело до швидкого зниження ємності.
Секрет нової розробки PNNL криється у використанні тонких смужок літію на аноді замість суцільного товстого шару. Як з'ясувалося, смужки товщиною 20 мкм створюють такі умови для хімічних реакцій на аноді, при яких деградація матеріалу істотно знижується (стаття в Nature Energy).
Побудований на такому принципі анод літийметалевої батареї витримав 600 циклів перезаряду і зберіг при цьому 76% ємності. Щільність запасу енергії у дослідної батареї теж значна - 350 Вт· год/кг, що визначено вище, ніж у кращих на сьогодні зразків комерційних літійних батарей (250-300 Вт· год/кг). Втім, у виробництво ця батарея поки не піде. Вчені прагнуть спочатку довести щільність зберігання енергії до 500 Вт· год/кг, що виправдає перехід на нові накопичувачі енергії.
Слід сказати, що це не єдине дослідження, яке обіцяє наблизити вихід літийметалевих акумуляторів. Дуже далеко по шляху до комерціалізації цього типу батарей пройшли вихідці зі Стенфордського університету. Винахідники створили стартап QuantumScape і заручилися грошима Білла Гейтса і компанії Volkswagen. Завод з випуску літійметалевих акумуляторів QuantumScape повинен почати випуск продукції наприкінці наступного року. Чекати залишилося недовго.
