Laatste nieuws:

, 10 april 2018 11:11

Poreus materiaal kan capaciteit van lithium-metaal batterijen verhogen

Onderzoekers hebben een manier gevonden om de formatie van dendrieten in lithium-metaal batterijen tegen te gaan. Dit maakt het mogelijk de capaciteit van de batterijen verder te verhogen dan met de huidige technologie mogelijk is.

Dendrieten (beeld: University of Delaware / Joy Smoker)'
Dendrieten (beeld: University of Delaware / Joy Smoker)
1/1
De methode is ontwikkeld door een onderzoeksteam dat onder leiding staat van Bingqing Wei, als hoogleraar Werktuigbouwkunde verbonden aan de Amerikaanse Universiteit van Delaware en directeur van het Center for Fuel Cells and Batteries. In een lithium-ion batterij is de anode (de geleidende zijde) gemaakt van een materiaal waar lithium-ionen zich aan binden, zoals grafiet. De lithium-ion stromen naar de kathode (de niet-geleidende zijde), waardoor energie wordt gegenereerd. 

'Lithium-metaal is beste keuze voor batterijen'

In een lithium-metaal batterij is de anode gemaakt van lithium-metaal. Herlaadbare batterijen gemaakt van lithium-metaal zijn volgens de onderzoekers veelbelovend, onder meer omdat lithium een zeer grote capaciteit heeft. "Theoretisch is lithium-metaal de beste keuze voor batterijen, maar het is in de praktijk moeilijk om mee te werken", legt Wei uit. 

Lithium-metaal batterijen zijn tot nu toe echter inefficiënt, onstabiel en zelfs brandgevaarlijkheid. De prestaties van de batterijen wordt gehinderd door de vormen van lithiumdendrieten, formaties die lijken op kleine stalagmieten van lithiumafzettingen. Naarmate een batterij wordt gebruikt, verzamelen lithium-ionen zich op de anode. Na verloop van tijd zijn deze afzettingen niet langer uniform, wat leidt tot de formatie van deze dendrieten. Dit kan ertoe leiden dat de batterij kortsluiting maakt. 

Poreus materiaal

Al langer zoeken onderzoekers naar een oplossing voor dit probleem. Na een analyse van eerdere onderzoeken concludeerde Wei dat bij bijna al deze onderzoeken een poreus materiaal wordt gebruikt dat voorkomt dat dendrieten ontstaan op de anode. Het onderzoeksteam van Wei heeft daarom wiskundige modellen ingezet en met behulp hiervan bepaald dat poreus materiaal het ontstaan en de groei van dendrieten onderdrukt. Dendrieten die wel worden gevormd zijn 75% korter dan dendrieten die in systemen zonder poreus materiaal ontstaan. 

Om hun bevindingen te onderbouwen hebben de onderzoekers een membraan gemaakt bestaande uit kleine draden van poreus siliconenitride van minder dan een miljoenste van een meter. Dit membraan is door de onderzoekers geïntegreerd in de lithium-metaalcellen van een batterij, waarna de lithium-metaal batterij voor een periode van 3.000 uur is gebruikt. Dankzij het membraan ontstonden in deze periode geen dendrieten. 
 
De onderzoekers beschrijven hun bevindingen in een paper gepubliceerd in Nano Letters

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (5)...

DIS Sensors

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Bege Aandrijftechniek BV

Rotero Holland bv

EUCHNER (Benelux) BV

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (4)

30 mei 2018 - Veldhoven, Koningshof
Materials 2018
4 juni 2018 - Eindhoven
Dutch Technology Week
6 juni 2018 - Veldhoven, Koningshof
Vision, Robotics & Motion 2018
14 juni 2018 - 's-Hertogenbosch, 1931 Congrescentrum
Power Electronics Event

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden