Univerzita Pardubice vyvinula patentované senzory uvnitř bateriových článků

Vědecký tým z Univerzity Pardubice vyvinul nové typy senzorů, které mohou výrazně prodloužit životnost lithium-iontových baterií. Jde o tenké tištěné prvky určené k umístění přímo do vnitřní struktury článku, kde vzniká většina poruch, jež běžné povrchové měření odhalí až se zpožděním.

Lithium-iontové baterie jsou dnes klíčovou součástí mobilních telefonů, notebooků i elektromobilů. Postupem času však ztrácejí kapacitu, mohou se přehřívat a uvnitř nich probíhají změny, které snižují výkon a mohou vést k poškození článku.

Přesné měření teploty uvnitř článku

Pardubičtí výzkumníci vyvinuli tenkovrstvé senzory, které lze umístit jak na povrch elektrod, tak přímo do jejich struktury. Dokážou zachytit i velmi malé výkyvy a při měření teploty dosahují přesnosti na setiny stupně Celsia. Tým pracuje také na sledování dalších parametrů, například stavu baterie (SOH – „state of health“).

Detailní data umožní přesnější řízení bateriových systémů. Elektronika díky nim dokáže včas rozpoznat počínající problém a provést vhodný zásah. Do budoucna se počítá s využitím pokročilých algoritmů a umělé inteligence, která bude z naměřených hodnot předpovídat vývoj opotřebení.

Výzkum v rámci projektu SALAMANDER

Vývoj senzorů je součástí evropského projektu SALAMANDER, financovaného z programu Horizon Europe. Cílem je vybavit baterie vnitřními „smysly“ a samoopravnými mechanismy. Senzory mají zachytit první známky degradace a řízený zásah následně aktivuje materiály, které dokážou některé procesy zpomalit nebo částečně napravit.

Projekt se zaměřuje na nejčastější typy poškození. U anod jde například o praskání kompozitních vrstev, u katod o uvolňování kovových iontů, které článku škodí. Součástí výzkumu jsou i látky, které tyto ionty dokážou navázat a tím zpomalit stárnutí baterie.

Odolnost v náročném prostředí

Výzkumníci řeší také dlouhodobou stabilitu senzorů. Uvnitř baterie panuje chemicky agresivní prostředí, které může citlivé prvky poškodit. Tým proto testuje materiály a konstrukční řešení, která zajistí jejich funkčnost po celou životnost článku.

Univerzita již podala patentové přihlášky v Evropské unii a připravuje ochranu i v dalších zemích. Pokud se technologie prosadí v praxi, může přispět k delší životnosti baterií a vyšší bezpečnosti – od drobné elektroniky až po trakční akumulátory v elektromobilech.