Lithium-vzduchové baterie nejsou žádnou technickou novinkou, jejich princip je znám už delší dobu a první pokusy s nimi se prováděly už počátkem devadesátých let. Tehdy ale jejich další vývoj zhatila značná negativa, která nedovedli vývojáři obejít.
Firma IBM nyní tvrdí, že se jí podařilo většinu problémů lithium-vzduchových baterií vyřešit a že již v roce 2013 nejspíš začne s jejich praktickými zkouškami. Do komerčního stádia by se nové baterie mohly dostat někdy v roce 2020 – za předpokladu, že testy a vývoj v rámci projektu Battery500 půjdou podle plánu.
Jenže jak víme, několik "zázračných" technologií baterií už v historii oznámeno bylo, v praxi se ale neobjevila prakticky žádná z nich. Tím nechceme být příliš skeptičtí, jen je jasné, že během náročného vývoje a praktických zkoušek se opět mohou objevit komplikace, které nasazení baterií do běžného provozu zabrání. IBM ale této technologii věří, na jejím vývoji momentálně pracuje 21členný tým expertů.
Každopádně lithium-vzduchové baterie jsou velmi slibným způsobem skladování elektrické energie. Slibují totiž energetickou hustotu na podobné úrovni jako má benzin – tedy zhruba 12 kWh na kilogram hmotnosti. To znamená, že by se v lithium-vzduchových bateriích mělo dát uložit pět až desetkrát víc energie než v současných lithium-iontových bateriích. Při zachování stávající konstrukce elektromobilů by to znamenalo odpovídající prodloužení maximálního dojezdu.
Jestliže dnes dosahují lepší elektrická auta dojezdu zhruba 160 kilometrů, s lithium-vzduchovými bateriemi by mohl stejný vůz ujet 800 kilometrů (500 mil – odtud tedy jméno projektu Battery500), v extrémně optimistickém případě dokonce až 1 600 kilometrů. A to už jsou hodnoty, které jsou prakticky shodné s auty se spalovacími motory.
Lithium-vzduchové baterie s sebou ale nesou řadu potíží a otazníků. Vysoká kapacita by například znamenala dlouhé časy nabíjení, a proto se v případě jejich použití jeví stále jako reálnější varianta nějaký univerzální systém rychlé výměny baterií na dobíjecích stanicích.
Spíše než s infrastrukturou ale musí v současnosti lithium-vzduchové baterie bojovat s technickými problémy. Komplikací je celá řada a vyplývají z poměrně "výbušné" konstrukce samotných baterií. Baterii tvoří lithiová anoda a katoda tvořená strukturou z uhlíku. Když baterie dodává energii, proudí k lithiová anodě skrze uhlíkovou mřížku vzduch. Kyslík v něm obsažený reaguje s lithiovými ionty a vzniklý peroxid lithia se usazuje na uhlíkové katodě. Naopak při nabíjení se uvolňuje kyslík a lithiové ionty se usazují zpět na anodě.
Z této konstrukce plyne několik komplikací. Lithiová anoda se například stává výbušnou při kontaktu se vzdušnou vlhkostí. Tuto nevýhodu vyřešili konstruktéři zapouzdřením anod s keramickou ochrannou vrstvou. Uhlíková katoda se zase nasáváním vzduchu postupně ucpávala – toto technici řeší speciální strukturou uhlíkové sítě, která je podobná struktuře kanálků v plicích.
IBM také vyvinulo nový elektrolyt, který pomáhá výrazně prodloužit životnost baterií – v normálním provedení se totiž pohybuje v řádu pouhých stovek nabíjecích cyklů. Složení elektrolytu zatím IBM tají. V neposlední řadě je také potřeba u těchto baterií řešit samotné nabíjení, při kterém se uvolňuje množství kyslíku. Ten může být v určitých koncentracích a za určitých podmínek výbušný, a proto se jistě bude muset nabíjecí cyklus řídit určitými pravidly.
