Lithiové akumulátory elektřiny jsou známy již od počátků 20. století. V nabídce jsou však i různé nové modifikace této technologie, využívající kombinace lithia s jinými prvky a sloučeninami. Užitečnou a perspektivní modifikací jsou například akumulátory lithium-železo-fosfátové (LiFePO4), vhodné pro nákladní dopravu i jako zásobníky elektřiny v průmyslu, zemědělství a stavebnictví.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21.
Hlavním současným typem jsou lithium-iontové (Li-Ion) články s kapalným elektrolytem, často ve formě válcových článků, kde jsou elektrody svinuty po obvodu článku. Nabíjecí napětí je 4,2 V na článek, jmenovité 3,6 V. Tyto články jsou relativně bezpečné a mechanicky odolné. Jsou vhodné například do baterií notebooků a různých ovladačů, ale i pro výkonově náročnější aplikace v menších elektromobilech a podobně.
Dalším typem jsou lithium-polymerové (Li-Pol) články. Zde není elektrolyt kapalný, ale je to polymerní sloučenina, která je iontově vodivá. Elektrody článku jsou pokládány na sebe a mohou mít nejrůznější tvar. Toho se využívá například v noteboocích či tabletech.
Rozšiřují se také akumulátory lithium-titan (zkráceně LTO podle materiálu anody – Li4Ti5O12 = lithium-titan-oxid). Katoda je stejná jako Li-Ion/Li-Pol akumulátorů.
Materiál LTO má velkou měrnou plochu vzhledem k hmotnosti, takže je možné rychlé nabíjení a vybíjení. Další výhodou je možný provoz za nízkých teplot a velmi dlouhá cyklická životnost (tisíce cyklů). Naopak nevýhodou je nižší jmenovité napětí – 2,4 V.
Důležitou modifikací jsou články lithium-železo-fosfátové (LiFePO4), označované jako LiFe nebo LFP (případně LiFeYPO4 když je do materiálu kladné elektrody přidáno ytrium pro zlepšení vodivosti a zvýšení stability struktury LiFePO4). Nabíjecí napětí článků je 3,6 V, jmenovité 3,2 V.
V Česku i v rámci Evropské unii má již od roku 2008 velkou zkušenost s instalací LFP bateriových článků česká společnost GWL Group. V roce 2021 také založili vlastní značku bateriových článků ELERIX a divizi zaměřenou na vývoj a realizaci kompletních domácích a průmyslových systémů pro ukládání energie pod značkou AMVOLT.
LFP články, které GWL distribuuje a používá ve všech svých AMVOLT úložištích, také u partnerů v Čechách a ve Švýcarsku recykluje. Za 15 let fungování společnosti se však k recyklaci z desetitisíců prodaných článků vrátilo jen naprosté minimum. V praxi to znamená, že dokonce i 30 let staré úložiště s kapacitou např. 50 % oproti původnímu stavu bude stále dostatečně výkonné.
V současné době probíhá výzkum akumulátorů několika směry. Jedním z nich je zvyšování jmenovitého napětí až k hranici 5 V. Toho je dosahováno příměsemi do materiálu kladné elektrody. Problémem je zatím nízká cyklická životnost takto upravených materiálů.
Dalším možným směrem je použití síry jako elektrodového materiálu, zde je ale opět problém s cyklickou zatížitelností. Podobně jsou na tom i akumulátory s obsahem křemíku.
Prakticky se tak v současné době inovace komerčních produktů omezují na různé příměsi do stávajících materiálů mírně vylepšující životnost a proudovou zatížitelnost, bez velkých změn energetické hustoty.*
JiT (Zdroj: GWL Group a InSmart)
Akumulátor LEP velikosti šatní skříně uchová elektrickou energii pro celý bytový dům na celý den. Foto archiv/GWL Group
