Samsung chce osiągnąć zasięg 800 km w samochodach elektrycznych dzięki nowemu akumulatorowi półprzewodnikowemu opartemu na technologii litowo-jonowej. Koncern obiecuje większą gęstość energii i większe bezpieczeństwo użytkowania. Szczegóły na temat nowych akumulatorów zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature Energy. Bez ciekłego elektrolitu, bateria nie puchnie i nie pęka tak łatwo pod wpływem podwyższonej temperatury. Przede wszystkim Samsungowi udało się wyprodukować anodę, w której lit jest po prostu przechowywany jako czysty metal litowy. Zazwyczaj jeden gram litu jest przechowywany w około dziesięciu gramach grafitu, co odpowiednio zmniejsza gęstość energii.

Dzięki nowej technologii, naukowcy byli w stanie zbudować nową baterię  o gęstości energii ponad 900 Wh na litr. Naukowcy szacują, że można osiągnąć ponad 1000 Wh/l, w porównaniu z zaledwie 700 Wh/l obecnie. Technologia akumulatorów nie wydaje się jeszcze w pełni rynkowa, ale rozwiązuje wiele problemów, które do tej pory się pojawiły. Bateria ze stałym elektrolitem działa poprawnie w temperaturze pokojowej i może wytrzymać  do 1000 cykli ładowania – w temperaturze ładowania 60 stopni. Prędkość ładowania i rozładowywania jest jednak nadal stosunkowo wolna, a akumulator musiał być trzymany pod ciśnieniem 2 MPa podczas pracy, aby zapewnić dobry kontakt pomiędzy elektrodami a elektrolitem stałym. 2 MPa odpowiada w przybliżeniu sile ciężaru wynoszącej 20 kg na centymetr kwadratowy.

Głównym problemem związanym z przechowywaniem litu jako metalu w anodzie akumulatorowej jest powstawanie tzw. dendrytów. Kiedy bateria jest ładowana, jony litu przesuwają się w kierunku anody i tworzą się cienkie dendryty z litu. Mogą one prowadzić do zwarć, które niszczą baterię, lub mogą się zerwać, przez co nie mogą magazynować energii następuje utrata pojemności.

 

Bateria nie może być szybko ładowana

Samsung był w stanie rozwiązać ten problem za pomocą cienkiej warstwy nanocząsteczek srebra i węgla w spoiwie, która jest nakładana na elektrolit stały. Technologia ta radzi sobie nawet bez dużej nadwyżki litu, która była potrzebna do budowy innych wersji takich baterii półprzewodnikowych. Wysokie ciśnienie  w baterii jest niezbędne do poprawy kontaktu tej warstwy z elektrolitem.

Zanim Samsung będzie mógł wykorzystać akumulatory do budowy samochodów  z deklarowanym zasięgiem do 800 km, prędkość ładowania musi  zostać jednak zwiększona. Akumulator osiągnął pełną pojemność dopiero podczas ładowania i rozładowywania przez pięć godzin.  Wpływ na to ma również temperatura baterii. Przy 45 stopniach nadal ma prawie pełną pojemność, przy 25 stopniach jest to 90 procent, a przy temperaturze 0 stopni –  tylko 70 procent.