EO

Oak Ridge vindt alternatief voor kobalt in lithium-ionbatterijen

11 januari 2021 om 09:26 uur

Oak Ridge-onderzoekers hebben een nieuwe klasse kobaltvrije kathodes ontwikkeld, NFA genaamd, die wordt onderzocht voor het maken van lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen. Beeld: Andy Sprole, ORNL, U.S. Dept. of Energy

Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory hebben een nieuwe familie kathodes ontwikkeld die de kostbare kathodes op basis van kobalt kunnen vervangen. Kobalt wordt doorgaans aangetroffen in de lithium-ionbatterijen die elektrische voertuigen en consumentenelektronica aandrijven.


De nieuwe cathode heet NFA, wat staat voor nikkel, ijzer en aluminium, is een derivaat van lithiumnikkelaat en kan worden gebruikt om de positieve elektrode van een lithium-ionbatterij te maken. Deze nieuwe kathodes zijn ontworpen om snel op te laden, energiedicht, kosteneffectief en duurzamer te zijn.

 

De prestaties  zijn beschreven in Advanced Materials en de Journal of Power Sources.

 

De onderzoekers gebruikten neutronendiffractie, Mossbauer-spectroscopie en andere geavanceerde karakterisatietechnieken om de atomaire en microstructuren van NFA te onderzoeken, evenals elektrochemische eigenschappen.

 

"Ons onderzoek naar het laad- en ontlaadgedrag van NFA toonde aan dat deze kathodes vergelijkbare elektrochemische reacties ondergaan als op kobalt gebaseerde kathodes en voldoende specifieke capaciteiten leveren om te voldoen aan de eisen van de energiedichtheid van de batterij," zegt projectleider Ilias Belharouak.

 

Hoewel het onderzoek naar de NFA-klasse zich nog in de beginfase bevindt, meent Belharouak dat de voorlopige resultaten van zijn team tot nu toe aangeven dat kobalt misschien niet nodig is voor de volgende generatie lithium-ionbatterijen.

 

"We ontwikkelen een kathode die vergelijkbare of betere elektrochemische eigenschappen heeft dan op kobalt gebaseerde kathodes, terwijl we gebruik maken van goedkopere grondstoffen. Het proces om de NFA-kathodes te vervaardigen, kan bovendien worden geïntegreerd in bestaande wereldwijde kathodeproductieprocessen."

 

"Lithiumnikkelaat is al lang onderzocht als het materiaal bij uitstek voor het maken van kathodes, maar het lijdt aan intrinsieke structurele en elektrochemische instabiliteit", zei hij. "Bij ons onderzoek hebben we een deel van het nikkel vervangen door ijzer en aluminium om de stabiliteit van de kathode te verbeteren. IJzer en aluminium zijn kosteneffectieve, duurzame en milieuvriendelijke materialen. "

 

Toekomstig onderzoek en ontwikkeling van de NFA-klasse omvat het testen van de materialen in grootformaat cellen om de resultaten op laboratoriumschaal te valideren en om de geschiktheid van deze kathodes voor gebruik in elektrische voertuigen verder te onderzoeken.

 

Gerelateerd nieuws

's Werelds eerste 4p passagiersvliegtuig op waterstof en li-ion krijgt testvluchtvergunning

's Werelds eerste 4p passagiersvliegtuig op waterstof en li-ion de lucht in (video)

's Werelds eerste volledig elektrische vierpersoons passagiersvliegtuig heeft een testvluchtvergunning gekregen. De Hy4 is ontwikkeld in Duitsland en vliegt op waterstof, aangevuld met extra power uit een li-ion…

Fe-Mn-K-katalysator maakt vliegtuigbrandstof uit 'lucht'

Vliegen op uitlaatgas

Onderzoekers hebben een efficiënte manier gevonden om uit de lucht afgevangen koolstof om te zetten in vliegtuigbrandstof. Zo kunnen vliegtuigen dus deels vliegen op hun eigen uitstoot.

Fugro's technologieën bewaken de bruggen en kademuren van Amsterdam

Nieuwe technieken nodig voor bewaking bruggen en kademuren Amsterdam

Honderden bruggen en kilometers kademuren in Amsterdam hebben het einde van hun constructieve levensduur bereikt en verkeren vaak in een slechte staat van onderhoud. Dit werd afgelopen herfst nog pijnlijk duidelijk met…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

10 januari 2021, Utrecht

European Microwave Week

De European Microwave Week vindt dit jaar weer plaats in Nederland.

25 februari 2021, 24, 25 en 26 februari 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

15 maart 2021, Utrecht

Technishow + Esef

TechniShow is ingedeeld in verschillende sectoren waar productietechnieken, fases en toebehoren van het...

Meer agendapunten »