Norweski instytut badawczy SINTEF wraz z szeregiem instytucji naukowych z całej Unii Europejskiej wykorzystuje sztuczną inteligencję, żeby zaprojektować możliwie tanie i nowoczesne baterie, które nie będą miały problemu ze zbyt szybką degradacją. W ramach projektu IntelLiGent stworzono przepis na nowe ogniwa: katody w strukturze spinelu oparte na tlenkach manganu (Li-NMO), krzemowe anody a to wszystko w formie wielowarstwowej, złączonej specjalnym spoiwem zdolnym do samonaprawiania drobnych uszkodzeń.
Europa pracuje nad własnymi bateriami Li-ion
Katody oparte na manganie (LMO) przede wszystkim nie zawierają kobaltu, są więc tańsze w produkcji. W wariancie domieszkowanym niklem (LMNO) ostatniego pierwiastka jest stosunkowo niewiele, co ponownie obniża koszty wytwarzania w stosunku do NCx. Ich kolejną zaletą są wysokie napięcia pracy dające stosunkowo duże pojemności przy tych samych objętościach ogniw.
Wady? Też są: krystaliczna struktura spineli (tlenki manganu) ma skłonność do łuszczenia się i kruszenia podczas pracy (=degradacja), dlatego wymaga dodatkowych stabilizatorów. Stąd obecność niklu (wyższa pojemność, wzmocnienie struktur krystalicznych) oraz spoiw, które łączą i utrzymują elektrody w całości. Superspoiwa (ang. superglue) mają być zdolne do częściowej naprawy wewnętrznych uszkodzeń, naruszeń struktury biorących się z ładowania i rozładowywania ogniw (źródło).
Z opisu wynika, że stworzone w ramach IntelLiGent ogniwa mogą być bipolarne, tj. zawierać wiele warstw elektrod ułożonych na sobie, bez tradycyjnego zwijania ich w rolkę lub ustawiania obok siebie (źródło). Anody projektowanych ogniw są grafitowo-krzemowe. Krzem pozwala na zwiększenie pojemności, grafit utrzymuje strukturę, dokładnych proporcji nie podano. Nowy ma być wreszcie elektrolit, który chroni obie elektrody.
Naukowcy są na etapie drugiej generacji prototypów, opracowują równolegle mechanizmy masowej produkcji ogniw. Obiecują niższą emisję dwutlenku węgla w trakcie wytwarzania baterii Li-ion, wysokie moce ładowania i duże zasięgi. Do komercjalizacji akumulatorów dojdzie nie wcześniej niż pod koniec dekady, gdy chińskie firmy będą sprzedawały już drugą generację ogniw Li-ion podobnego rodzaju (high-Mn 😉 .
Prototypy ogniw powstające w ramach projektu/konsorcjum IntelLiGent. Trzyma je nadzorca projektu pracujący dla SINTEF, Nils Peter Wagner (c) Silje Grytli Tveten
