EO

10x sneller laden dankzij nieuw accu-materiaal

22 november 2021 om 10:27 uur

Door de anode van lithium-ion accu’s te maken van nikkelniobaat, is de laadsnelheid tot tien keer te verhogen. Dit concluderen onderzoekers van de Universiteit Twente (MESA+ Instituut).


Dit kan zonder het risico dat het anodemateriaal schade oploopt en de accu kapotgaat of minder lang mee gaat. Voordeel van nikkelniobaat is ook nog eens dat de fabricage weinig complex is. De onderzoekers hebben hun eerste ervaringen met accu's met de nieuwe anode gepubliceerd in Advanced Energy Materials.

 

Gaat het over beter presterende accu's, voor elektrisch vervoer of als buffer in het elektriciteitsnet, dan gaat het over sneller op- en ontladen, maar ook over een hogere energiedichtheid die leidt tot compactere en lichtere accu's. Vaak is het een ‘trade-off' tussen het een en het ander. Dit dilemma is bijvoorbeeld te zien aan de steeds hogere snelheden bij laadstations aan de snelweg, die voor lang niet alle accu's geschikt zijn. Wereldwijd is er een zoektocht naar nieuwe materialen, waarbij ook telt dat de productie van een accu nog een stuk duurzamer moet. Het nieuwe materiaal nikkelniobaat (NiNb2O6) blijkt heel aantrekkelijke eigenschappen te hebben en komt ook na vele keren ultrasnel laden 'gewoon' terug op het oude niveau. Dit heeft onder meer te maken met de aantrekkelijke open en regelmatige kristalstructuur: de kanaaltjes voor ladingtransport zijn identiek.

 

Beter dan grafiet

Dat geeft het materiaal voordelen ten opzichte van grafiet. Ook dat is een open materiaal en eenvoudig te maken. Maar na een aantal keren te snel opladen, komt het niet meer terug op het oude niveau of gaat het zelfs kapot. In de zoektocht naar alternatieven wordt bijvoorbeeld, ook aan de UT, gekeken naar nano-gestructureerde materialen: een nadeel daarvan kan zijn dat die kanalen hebben die ongelijk van grootte zijn. Dit kan ook afzetting van lithium geven, met gaandeweg een teruggang in prestaties tot gevolg. Bovendien is het productieproces complex. Voor nikkelniobaat is geen complexe nanofabricage nodig.

 

De snelheidsprestaties gaan echter wel ten koste van het gewicht. Het is echter compacter dan grafiet en heeft dus een hogere ‘volumetrische' energiedichtheid. In de huidige vorm, waarbij de onderzoekers echte accucellen met de nieuwe anode en verschillende kathodematerialen hebben onderzocht, is het type accu vooral gericht als onderdeel in het energienetwerk of als energiebron voor bijvoorbeeld vrachtauto's.Dat zijn toepassingen waarbij de laadsnelheid telt, maar ook de ontlaadsnelheid: snel heel veel stroom leveren en ook snel weer terug op niveau. Volgens onderzoeksleider Mark Huijben is het ook een interessante optie om te kijken naar de mogelijkheden om de nieuwe anode te combineren met een alternatief voor lithium, zoals natrium. Hij verwacht dat het goed te combineren is met nikkelniobaat.

 

Het onderzoek is uitgevoerd in het Mesa+ Instituut van de UT, in samenwerking met de Wuhan University of Technology in China en Forschungszentrum Jülich in Duitsland.

 

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…

Batterijrecycling met uitzonderlijke materiaal terugwinningspercentages

Batterijrecycling met uitzonderlijke percentages teruggewonnen materiaal

De toename van het gebruik van batterijen zorgt ervoor dat er straks een enorme hoeveelheid batterijen te recyclen valt. Verschillende organisaties bereiden zich hierop voor. Zo heeft het Duitse Duesenfeld een proces…

Gerecycleerde lithiumbatterijen even goed - en soms zelfs beter - als nieuwe

'Gerecycleerde lithiumbatterijen even goed - en soms zelfs beter - als nieuwe'

Lithium-ionbatterijen, met hun gebruik van riskant gedolven metalen, bezoedelen het groene imago van EV's. Recycling om die waardevolle metalen terug te winnen, zou de sociale en ecologische impact van mijnbouw…

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 »