1990eko hamarkadan merkaturatu zirenetik, litiozko ioien bateriak (LIB) energia biltegiratzeko sistema nagusitzat hartu dira aplikazio askotan, hala nola elektronika eramangarrian.
Azken hiru hamarkadetan, teknologia pixkanaka garatu da, bere propietateak hobetuz eta, bereziki, praktikan dentsitate energetikoko balio altuagoak bilatuz. Hobekuntza horren ondorioz, mugikortasun eredu iraunkorrago baterako trantsizio global baten beharrarekin batera, LIBak ibilgailu elektrikoentzako aukerarik onena ere izan dira. Hala ere, LIBen garapena muga teorikoetara iristen ari da, eta horrek esan nahi du beharrezkoa dela bateria alternatiboen teknologiak garatzea automobilaren industriaren errendimendu-eskaerei erantzuteko.
Mahai gainean hainbat aukera daude, eta horien artean litio-metal bateriak (LMB) nabarmentzen dira, litio-metal anodoak (LMA) elektrodo negatibo gisa eskaintzen duen dentsitate energetiko grabimetriko eta bolumetriko handiagoagatik.
Hala ere, LMBak ez daude beren mugetatik libre. LMBen balio-bizitza mugatzen duen zelularen funtzionamenduan zehar ohiko elektrolito likidoetan LMAren etengabeko degradazioari buruzko erronkez gain, litio metalikoaren erabilerak segurtasun-arazoak eta prozesatzeko zailtasunak sortzen ditu zelula muntatzean. Zelularen funtzionamendu txarraren edo gertaera termikoaren kasuan, litio metalikoaren presentziak prozesua arriskutsuago egingo luke, 1980ko hamarkadan merkaturatu ondoren LMBak merkatutik kendu zirenean frogatu zen bezala.
Gainera, litio metalikoaren propietate kimiko eta mekanikoek material horren manipulazioa zaila eta garestia izatea eragiten dute.
Beraz, elektrodo negatiboan litio metalikorik gabeko LMBa garatzea, gelaxka mihiztatzen denean, oso desiragarria litzateke fabrikazioaren ikuspegitik, eta etorkizun handikoa merkaturatzearen eta aplikazioaren ikuspegitik. Kontzeptu horri anodorik gabe esaten zaio, eta bateria-komunitatearen arreta erakarri du azkenaldian.
Nola funtziona dezakete pilek anodorik gabe?
LIBetan erabilitako tartekapen-katodo konbentzionalek litio-iturria dute beren egituran zelula mihiztatzen denean. Gauza bera gertatzen da LIBen hurrengo belaunaldietarako garatzen ari diren tartekatze-katodoekin (konfigurazio likidoak eta solidoak barne), horiek ere ohiko aukera baitira LMBentzat.
Salbuespen batzuk egon arren (Li-S edo Li-aire bateriak, adibidez), horrek esan nahi du LMAk litiozko gordailu gehigarri gisa funtzionatzen duela, LMBen funtzionamendu elektrokimikoan izandako eraginkortasunik ezek eragindako litiozko galerak konpentsatzeko. Beraz, eraginkortasuna nabarmen hobetzen bada, litio iturri gehigarri baten beharra ezabatuko litzateke eta, beraz, anodorik gabeko zelulak muntatu eta funtzionaraz litezke bizi-ziklo luze batean.
Anodorik gabeko baterien abantailak
Anodorik gabeko bateriek abantaila ugari eskaintzen dituzte, eta LMBen alternatiba erakargarri bihurtzen dituzte. Lehenik eta behin, IBL saihesteak dentsitate energetiko grabimetriko eta bolumetrikoa maximizatzen du, gelaxkan ez baitago litio gehiegi. Lehen esan bezala, litio-iturria katodoan dago, eta litio metalikoaren geruza in situ uzten da zelulan zikloan kargatzeko prozesuan.