Onderzoek kan tot betere Li-ion batterijen leiden

2 januari 2017, 15:44
Lithium-'zuil' op micrometerschaal (foto: Julia R. Greer)
Lithium-'zuil' op micrometerschaal (foto: Julia R. Greer)
Lithium-ion batterijen zijn alomtegenwoordig – we vinden ze in smartphones maar ook in elektrische auto's. Ze bestaan uit een kathode van een positief geladen lithiumverbinding en een anode van negatief geladen koolstof. In het ideale geval zou de anode uit metallisch lithium moeten bestaan, omdat daarin meer energie kan worden opgeslagen dan in koolstof. Anodes van metallisch lithium hebben echter een groot nadeel: in de loop der tijd ontwikkelen ze vertakte naaldvormige structuren ('dendrieten') die naar de kathode groeien en kortsluiting veroorzaken (in het ergste geval kan de batterij zelfs exploderen).

Li-ion-batterijen produceren stroom door het transport van lithium-ionen van de anode door een elektrolyt heen naar de kathode. Eerdere pogingen om de groei van dendrieten tegen te gaan, berustten op het gebruik van een vaste elektrolyt tussen anode en kathode. Deze vaste elektrolyt bleek tot nog toe echter niet bestand tegen de kracht van de groeiende dendrieten.

Een onderzoeksteam van Caltech en de Carnegie Mellon University heeft de sterkte van metallisch lithium op nano- en micrometerschaal onderzocht; het bleek dat op deze schaal lithium tot honderd maal meer kracht kan ontwikkelen dan eerder werd gedacht. Nu kan gericht worden gezocht naar een veel sterkere elektrolyt waar de dendrieten niet doorheen kunnen groeien.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items