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

30 miljoen euro voor demonstratieprojecten groene waterstof

30 miljoen euro voor demonstratieprojecten groene waterstof

Vanaf 21 juni is de regeling Demonstratie Energie- en Klimaatinnovatie (DEI+) open met een nieuw thema: Waterstof en Groene Chemie. Hiervoor is €30 miljoen beschikbaar. De regeling is open tot 10 januari 2023. Wie het…

ING: industrie kan productiviteit ondanks personeelstekorten opvoeren door digitalisering

ING: industrie kan productiviteit ondanks personeelstekorten opvoeren door digitalisering

Structurele personeelstekorten stellen de technologische industrie voor grote uitdagingen, stelt ING: alles moet wijken om de toch al hoge productiviteit verder op te voeren. Het optimaal inzetten van digitale…

Onduidelijkheid over Energie-Opslagsystemen

Onduidelijkheid over veilige bedrijfsvoering energie-opslagsystemen

In NEN 4288: 2020 NL ‘Bedrijfsvoering van batterij-energieopslagsystemen’ is te lezen wat de eisen voor veilige bedrijfsvoering van batterij-opslagsystemen zijn. Maar wat veilige bedrijfsvoering inhoudt, daar zijn de…

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

Tevema
Tevema

Leverancier van technische standaardveren en normdelen, leverbaar uit voorraad.

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

30 augustus 2022, Utrecht

Technishow + Esef

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

21 september 2022

Design to Manufacturing (voorheen Prototyping MNE)

Netwerkbeurs en competentieplatform voor wie betrokken is in slimme maak- en ontwerprocessen.

27 september 2022, Utrecht

WoTS

World of Technology & Science bedient bezoekers uit industrie, laboratoria, zorg en wetenschap.

Meer agendapunten »