Hladnoća je jedan od najneugodnijih neprijatelja baterija. Vlasnici električnih automobila već znaju da se domet zimi smanjuje, a problem postaje još ozbiljniji kod dronova, aviona, polarne opreme i uređaja koji moraju pouzdano da rade u ekstremnim uslovima. Kineski istraživači razvili su novu litijum-metalnu ćeliju čija visoka gustina energije ostaje upotrebljiva i pri veoma niskim temperaturama. Interesting Engineering je 11. avgusta izvestio o ćeliji koja ostvaruje približno 447 vat-sati po kilogramu, dok njen dizajn zahvaljujući novoj katodi i prilagođenoj hemiji omogućava rad i na oko minus 40 stepeni. Takva kombinacija posebno je zanimljiva jer većina baterijskih eksperimenata postiže ili visoku gustinu energije ili dobru otpornost na hladnoću, ali mnogo teže obe osobine u istom sistemu.
Kod hladne baterije problem nije samo u tome što se „energija smrzne“. Hemijske reakcije postaju sporije, elektrolit postaje viskozniji, a litijumovi joni mnogo teže prelaze između elektroda. Povećava se unutrašnji otpor, pa ćelija može imati dovoljno energije u teoriji, ali nije sposobna da je dovoljno brzo preda uređaju. Litijum-metalne anode dodatno obećavaju znatno veću gustinu energije od klasičnog grafita, ali su poznate po problemima sa stabilnošću, stvaranjem dendrita i bezbednošću. Novi pristup pokušava da reši više ograničenja istovremeno kroz materijale koji održavaju kretanje jona i stabilniji međusloj između elektroda.
Broj od 447 Wh/kg važan je kada se razmišlja o vazduhoplovstvu. Kod automobila dodatnih sto kilograma baterije nije idealno, ali je često moguće. Kod električnog aviona ili velikog drona svaki kilogram direktno smanjuje količinu korisnog tereta ili domet. Baterija sa većom energijom po jedinici mase omogućava da letelica nosi isti kapacitet uz manju težinu. Hladna otpornost još je važnija na velikim visinama, gde temperatura može biti ekstremno niska. Isto važi za robotiku, vojne sisteme, istraživačku opremu i buduće uređaje koji moraju dugo da rade bez grejanja baterijskog paketa.
Ipak, laboratorijska gustina energije nije jedina osobina koja odlučuje da li će baterija završiti u automobilu ili avionu. Potrebno je proveriti koliko stotina ili hiljada ciklusa punjenja može da izdrži, šta se dešava pri brzom punjenju, koliko košta proizvodnja i kako reaguje na fizičko oštećenje. Litijum-metalne tehnologije već godinama izgledaju spektakularno na papiru, ali industrijska proizvodnja zahteva izuzetnu pouzdanost. Zato nova ćelija nije najava da će sledeći automobil preko noći dobiti dvostruki domet. Mnogo je važnija kao dokaz da ekstremna hladnoća i visoka energija ne moraju zauvek biti suprotstavljeni zahtevi. Ako takav princip preživi prelazak iz laboratorije u fabriku, baterije budućnosti mogle bi znatno manje da zavise od toga da li se uređaj nalazi u prijatnoj garaži, na planini ili kilometrima iznad zemlje.
S.B.
