„Stabilní“ lithiová anoda prodlouží výdrž baterií až na čtyřnásobek
K realizaci některých myšlenek neexistují vhodné materiály, jiné sice realizovat šly, ale výsledek nebyl tak pozitivní, jak se předpokládalo. Případně bylo navýšení kapacity kompenzováno výrazným snížením životnosti, či propadem kapacity po několika nabitích na úroveň běžných produktů.
Jedna z technologií, do které byly vkládané veliké naděje, spočívala v implementaci lithiové anody. Většina současných baterií využívá pro výrobu anod uhlík (nebo křemík), se kterými nejsou problémy co do výroby ani životnosti. Daleko lepší elektrochemické vlastnosti ale nabízí lithium. To má ale řadu jiných problémů, které vycházejí z jeho rozpínavosti (materiál „pracuje“, postupně se v něm vytvářejí mikrotrhliny) a chemických vlastností - lithium má tendenci reagovat s většinou běžných elektrolytů, což vede k jeho rychlé degradaci.
Vědci ze Stanfordské univerzity se proto pokusili najít technologický postup, který by umožnil negativa lithiové anody eliminovat, ale zároveň zachoval příznivé dopady na výdrž baterie. Zatím nejlepší řešení, které publikovali ke včerejšímu datu, spočívá v uhlíku, respektive nanostrukturách, kterými lithiovou anodu pokryli, aby ji tak oddělili od agresivního elektrolytu, ale zároveň zachovali maximum z jejích žádaných vlastností.
Tuto vrstvu nazývají nanospheres, respektive tvoří ji uhlíkové nanosféry a dosahuje síly 20 nanometrů. Připomínat má včelí plástev (v negativu) a přináší přesně to, co bylo třeba: flexibilitu, rovnoměrnou sílu a vysokou chemickou stabilitu. Nejen, že vrstva nanosfér vydrží chemické působení elektrolytu, ale díky flexibilitě dobře zvládá i proces nabíjení, během kterého lithium „pracuje“.
Pro představu, jakého praktického pokroku bylo dosaženo, je třeba vědět, že coulombická účinnost u sériově vyráběných baterií musí (resp. by pro rozumnou životnost měla) dosahovat 99,9 či více. V případě prosté lithiové anody ale dosahovala jen 96, takže po stovce nabíjecích cyklů klesla kapacita na zlomek originální hodnoty. Implementací uhlíkových nanosfér se podařilo hodnotu zvýšit na 99. To sice ještě není na úrovni sériově vyráběných baterií, ale prakticky to znamená mnohonásobné zlepšení, které posouvá použitelnost lithiové anody o velký kus blíž realitě.