Gel-coating verbetert prestaties van lithium-zwavel batterijen

21 maart 2017, 00:00
Links: de nieuwe coating op een objectglaasje; rechts: elektrode die met het materiaal is gecoat (Foto's: Yale University).
Links: de nieuwe coating op een objectglaasje; rechts: elektrode die met het materiaal is gecoat (Foto's: Yale University).
Onderzoekers aan Yale University hebben een  extreem dunne coating ontwikkeld die op termijn de levensduur en het rendement van lithium-zwavel batterijen kan verbeteren. Het nieuwe materiaal is een dendrimeer-grafeenoxide-film die op elke zwavelkathode kan worden aangebracht.

Volgens de onderzoekers blijven zwavelkathodes die met het materiaal zijn gecoat gedurende meer dan 1000 laad/ontlaadcycli stabiel, wat het redement en de levensduur van de batterij uiteraard aanzienlijk verlengt. De coating (film) is dermate dun dat de afmetingen en het gewicht van de batterij – en dus ook de energie- en vermogensdichtheid - er niet door worden beïnvloed.

Nieuwe elektrodes zijn van essentieel belang voor de ontwikkeling van een nieuwe generatie batterijen met hoge energiedichtheid. De capaciteit van lithium-ion batterijen begint tegen zijn grenzen aan te lopen; veel onderzoekers richten daarom hun blik op lithium/zwavel als mogelijke oplossing. Zwavel komt overvloedig voor, is licht van gewicht, en heeft althans in theorie een hoge energiecapaciteit. Bij bestaande lithium-zwavel batterijen neemt de capaciteit echter snel af naarmate deze vaker worden ontladen en weer geladen.

Het nieuwe materiaal combineert de mechanische sterkte van grafeenoxide met een dendrimeermolecuul dat lithium-polysulfides kan insluiten. Het resultaat is een gel-achtige brij die probleemloos als een 100 nm 'dikke' coating op zwavelelektrodes kan worden aangebracht.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items