©JohnZich
Doorbraak: deze lithium-batterij slaat tot twee keer zoveel energie op
Wetenschappers hebben een manier gevonden om batterijen krachtiger te maken. In plaats van lithium-ion, de huidige standaard, ontwikkelden ze een nieuwe methode om lithium-metaalbatterijen te produceren. Zo'n batterij kan volgens de wetenschappers twee keer zoveel energie opslaan als de versie met lithium-ion.
LEES OOK: Deze batterij heeft geen zeldzame aardmetalen nodig
Lithiummetaalbatterijen worden al decennialang onderzocht. De technologie heeft het potentieel om batterijen te creëren met een veel hogere capaciteit om energie op te slaan dan die met lithium-ion. Maar een belangrijk probleem met lithiummetaalbatterijen is hun neiging om te exploderen. Een team van de Universiteit van Chicago denkt nu een oplossing te hebben gevonden. In een onderzoek, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Matter, beschrijven de wetenschappers een techniek waarmee ze een energiedichtheid kunnen bereiken die twee keer zo hoog ligt als bij lithium-ionbatterijen.
Vluchtig oplosmiddel
In het verleden probeerden mensen lithiummetaalbatterijen te bouwen met een elektrolyt, het materiaal dat de anode en kathode met elkaar verbindt, dat gemaakt werd door lithiumzout op te lossen in een vluchtig en brandbaar oplosmiddel. Daardoor hadden ze snel de neiging om in brand te vliegen.
Om dat probleem op te lossen werden verschillende oplossingen gezocht. Wanneer andere, niet vloeibare oplosmiddelen werden gebruikt, werden veiligere batterijen gemaakt maar moesten ze inboeten aan capaciteit. Variaties met vloeibare elektrolyten waren dan weer wel krachtig, maar het brandprobleem kon niet worden opgelost. Het was dus kiezen tussen veilige, maar niet noemenswaardige batterijen, of onveilige maar krachtige exemplaren.
Geen oplosmiddel, geen probleem
De onderzoekers uit Chicago besloten helemaal vanaf nul te beginnen. Zij vroegen zich af waarom er überhaupt een oplosmiddel nodig is. In plaats daarvan slaagden zij erin door het lithiumzout vloeibaar te maken, niet door het op te lossen, maar door het te laten smelten.
Dat ging niet zomaar. Lithiummetaal in de rest van de batterij mag niet meesmelten. Om die reden moesten de onderzoekers een zout ontwikkelen dat bij 45 graden Celsius al smelt, tegenover een smeltpunt van 180 graden bij lithiummetaal. Met dat zout kan een batterij veilig werken bij temperaturen van 80 tot 100 graden Celsius.
'Kan veel impact hebben'
Er is dus nog wat werk aan de winkel voordat batterijen gemaakt kunnen worden die bij kamertemperatuur werken. Het einddoel is om een smeltpunt van 25 tot 30 graden Celsius te bereiken.
"We hebben de kans om een batterij te maken die veel impact heeft", zegt Chibueze Amanchukwu, een van de auteurs van de studie, tegen Science Daily.
Hoofdonderzoeker Chibueze Amanchukwu.