EO

Recordbrekende lithium-metaalbatterij

18 augustus 2021 om 13:40 uur

Met een kansrijke combinatie van kathode en elektrolyt willen de onderzoekers van de HIU een zeer hoge energiedichtheid mogelijk maken. Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT

Een nieuw type lithium-metaalbatterij biedt een extreem hoge energiedichtheid van 560 wattuur per kilogram met een opmerkelijk goede stabiliteit. Hiervoor hebben onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en het Helmholtz Institute Ulm (HIU) een veelbelovende combinatie van kathode en elektrolyt gebruikt: met de nikkelrijke kathode kan per massa veel energie worden opgeslagen, de ionische vloeibare elektrolyt zorgt ervoor dat de capaciteit grotendeels behouden blijft gedurende vele laadcycli.


Het team rapporteert over de batterij in het tijdschrift Joule.

 

De lithium-iontechnologie heeft moeite om te voldoen aan de vraag naar lichte, compacte voertuigen met een groot bereik. Lithium-metaalbatterijen zijn een alternatief: ze worden gekenmerkt door een hoge energiedichtheid. Maar hun stabiliteit vormt een uitdaging - omdat de elektrodematerialen reageren met gewone elektrolytsystemen.
 

De onderzoekers hebben nu een kansrijke nieuwe materiaalcombinatie gevonden. Ze gebruiken een kobaltarme, nikkelrijke gelaagde kathode (NCM88). Dit biedt een hoge energiedichtheid. Met de veelgebruikte in de handel verkrijgbare organische elektrolyt (LP30) laat de stabiliteit echter te wensen over. De opslagcapaciteit neemt af naarmate het aantal laadcycli toeneemt. Stefano Passerini, directeur van de HIU en hoofd van de onderzoeksgroep batterij-elektrochemie: "In de LP30-elektrolyt treden deeltjesscheuren op op de kathode. De elektrolyt reageert binnen deze scheuren en vernietigt de structuur. Daarnaast vormt zich een dikke, mosachtige lithiumhoudende laag op de kathode." De onderzoekers gebruikten daarom in plaats daarvan een niet-vluchtige, niet-brandbare ionische vloeibare elektrolyt met twee anionen (ILE). "Met behulp van de ILE kunnen de structurele veranderingen in de nikkelrijke kathode aanzienlijk worden verminderd", zegt Guk-Tae Kim van HIU.  

 

Recordbrekende lithium-metaalbatterijMet de ionische vloeibare elektrolyt ILE (rechts) kunnen structurele veranderingen in de nikkelrijke kathode NCM88 grotendeels worden vermeden; 88 procent van de capaciteit van de batterij blijft behouden gedurende 1.000 laadcycli. (Afbeelding: Fanglin Wu en Dr. Matthias Künzel, KIT / HIU)  

 

Met de kathode NCM88 en de elektrolyt ILE bereikt de lithium-metaalbatterij een energiedichtheid van 560 wattuur per kilogram (Wh/kg). Het heeft in eerste instantie een opslagcapaciteit van 214 milliampere uur per gram (mAh/g); 88 procent van de capaciteit blijft behouden over 1000 laadcycli. De Coulomb-efficiëntie, die de verhouding tussen de onttrokken en geleverde capaciteit aangeeft, bedraagt ​​gemiddeld 99,94 procent. De gepresenteerde batterij wordt volgens de onderzoekers verder gekenmerkt door een hoog veiligheidsniveau.  

 

Gerelateerd nieuws

Worm van door lithium brengt batterijen weer tot leven

'Worm van dood lithium' wekt batterijen weer tot leven

Onderzoekers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy en de Stanford University (VS) hebben een manier gevonden om oplaadbare lithiumbatterijen nieuw leven in te blazen, waardoor het…

BMW's nieuwe auto verandert van kleur 'met een druk op de knop'

BMW's nieuwe auto verandert van kleur 'met een druk op de knop' (video)

De grote aankondiging van BMW op CES is een technologie die de kleur van een auto verandert met een druk op de knop.

Energie uit gegenereerde draaikolken

Nep-draaikolken voor elektriciteit (video)

Turbulent Hydro heeft de Cleantech Hero Energie-prijs gewonnen van Flanders Expo. De de jury koos bijna unaniem voor het bedrijf dat op hoogtechnologische wijze kleine hydro-elektrische turbines ontwikkelde die energie…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

27 januari 2022, Amsterdam en online

The Things Conference

Conferentie over Lorawan

29 maart 2022, QuTech/TU Delft

RF Technology event

Het doel van dit evenement is om de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis op het gebied van...

25 april 2022, Hannover (De)

Hannover Messe

The lead theme Industrial Transformation spotlights the topics of digitalization and sustainability.

Meer agendapunten »