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

Techrede mikt op transitieversnelling

Techrede mikt op transitieversnelling

De zogeheten ‘Aanjagers van Technologie', een groep door de 4TU.Federatie geselecteerde studenten van de TU Eindhoven, Delft, Twente en Wageningen University & Research spraken gisteren de Techrede 2021 uit.…

Fraunhofer ontwikkelt milieuvriendelijk fabricageproces voor batterij-elektroden

Fraunhofer ontwikkelt milieuvriendelijk fabricageproces voor batterij-elektroden

Conventionele processen voor het vervaardigen van batterij-elektroden omvatten meestal giftige oplosmiddelen en vergen veel ruimte en energie. Dit is niet het geval met Drytraec – een nieuw droogcoatingproces…

Vattenfall en Nobian dragen met flexibele chloorproductie bij aan stabiliteit stroomnet

Flexibele chloorproductie draagt bij aan stabiliteit stroomnet

Als eerste grootschalige industriële afnemer wordt Nobian’s chloorfabriek in Rotterdam toegevoegd aan Vattenfall’s flexibele capaciteit om het stroomnet beter in balans te houden.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Volledig metalen transponderschakelaar CTA

Met een volledig metalen behuizing is deze CTA een nóg sterkere variant dan de kunststof versie.

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

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 september 2021, Brainport Industries Campus, Eindhoven

[RE]CONNECT EVENT

Een conferentie over test- en meettechnologieën voor ingenieurs, wetenschappers en managers.

23 september 2021

Online dag over simulaties voor milieutechniek

Comsol houdt een online event over de toepassing van simulaties binnen de milieutechniek.

29 september 2021, Groningen

Main Industry

Vakbeurs voor industrial maintenance en smart industry

Meer agendapunten »