Solid-state baterie: Místo tekutiny je uvnitř pevný elektrolyt

Klasické baterie, jaké známe z mobilů nebo notebooků, většinou používají tekutý elektrolyt – tedy kapalinu, která pomáhá přenášet ionty mezi elektrodami.

Funguje to dobře, ale má to háček: tahle tekutina může být hořlavá, nestabilní nebo prostě ne úplně ideální, když dojde na bezpečnost a životnost. Solid-state baterie (česky baterie s pevným elektrolytem) to řeší po svém. Uvnitř totiž místo tekutiny najdete pevný materiál – většinou nějaký keramický nebo polymerní elektrolyt. A to je přesně ten důvod, proč je kolem nich takový rozruch. Mají potenciál být bezpečnější, výkonnější a déle vydržet.

Méně požárů, víc klidu

Jedna z největších výhod solid-state baterií je bezpečnost. Když totiž baterie s tekutým elektrolytem praskne nebo se přehřeje, může dojít k výbuchu nebo požáru – a to už zní trochu jako sci-fi horor. U baterií s pevným elektrolytem tenhle problém prakticky mizí. Pevný elektrolyt se totiž nezapálí a nehrozí mu, že začne bublat, téct nebo nějak jinak zlobit.

Navíc zvládne mnohem víc, co se týče teplot – nevadí jí tolik mráz, ani horko, jako klasickým baterkám. To se hodí třeba u elektromobilů, kde jsou výkyvy teplot běžné. Takže ano, solid-state technologie je nejen chytřejší, ale hlavně bezpečnější.

Víc energie na menším prostoru

Další velké plus? Solid-state baterie můžou mít vyšší energetickou hustotu. Ve zkratce: ve stejném prostoru uloží víc energie než klasická lithium-iontová baterie. A to znamená třeba elektromobil, který dojede dál na jedno nabití, nebo telefon, který vydrží celý víkend bez nabíječky.

Tohle je klíčové pro celou řadu odvětví – od spotřební elektroniky přes letectví až po energetiku. A právě proto do vývoje solid-state baterií investují peníze velké firmy jako Toyota, Samsung nebo QuantumScape. Všichni chtějí být první, kdo to dostane z laboratoře do reálného světa.

Proč to ještě nemáme doma?

Zní to jako bateriový sen – tak proč už nejsou solid-state baterie úplně všude? No, ono to totiž zatím není tak jednoduché. Hlavním problémem je výroba. Vyvinout materiál, který bude pevný, vodivý, odolný a zároveň levný, není žádná legrace. Výroba je zatím drahá a složitá.

Navíc existují technické výzvy – třeba to, že některé pevné elektrolyty nejsou tak pružné a při nabíjení a vybíjení můžou praskat. Vědci se s tím ale perou statečně, a vypadá to, že jsme blízko velkému zlomu. Odhady říkají, že první masově vyráběné solid-state baterie bychom mohli vidět na trhu někdy kolem roku 2027.

K čemu všemu to bude dobré

Nejvíc se o solid-state bateriích mluví v souvislosti s elektromobily – a dává to smysl. Delší dojezd, rychlejší nabíjení, lepší bezpečnost. Ale uplatnění najdou i jinde. U chytrých hodinek, sluchátek nebo třeba v medicíně, kde je potřeba malé a spolehlivé napájení. Do budoucna se s nimi počítá i v ukládání energie ze solárních panelů nebo větrníků.

Zkrátka – solid-state baterie můžou změnit pravidla hry. Ne jen o kousek, ale rovnou od základu. A i když ještě nejsme úplně u cíle, ten směr je jasný. Solid-state baterie nejsou žádná vzdálená vize, ale technologie, která už klepe na dveře. Až se ji podaří doladit a zlevnit, nejspíš úplně přepíše to, jak přemýšlíme o baterkách. Takže až si za pár let koupíte auto nebo telefon, který vydrží dvakrát déle a přitom se nebudete bát, že vám v kapse bouchne, vzpomeňte si: všechno to začalo s tím, že někdo vyměnil tekutinu za pevnou látku.

Zdroj:  britannica.com, quora.com, Garáž