Next-gen batterij gebruikt tin nanodeeltjes voor beter opladen en een langere levensduur

Batterijen zijn een soort knelpunt voor veel moderne apparaten en machines, waaronder laptops, smartphones en elektrische auto's. Snellere oplaadsnelheden en een langere levensduur zijn twee belangrijke factoren die verbeterd moeten worden. Onderzoekers van de Pohang University of Science and Technology en het Korea Institute of Energy Research hebben onlangs een nieuwe composietanode gepresenteerd die deze problemen mogelijk kan verhelpen.

In plaats van grafiet gebruiken de Zuid-Koreaanse wetenschappers tinnen nanodeeltjes ingebed in harde koolstof als materiaal voor de anode. Deze in koolstof ingebedde tin nanodeeltjes worden geproduceerd met een sol-gel proces en een chemische omzetting (reductie) door verhitting. Dit chemische productieproces creëert uniform verdeelde tin nanodeeltjes in een resistente harde koolstof matrix.

Het tijdschrift ACS Nano meldt verder dat deze modificaties de structurele stabiliteit hebben verbeterd en de volume-uitzetting hebben verlaagd in vergelijking met gewone grafietanoden. Dit resulteert in een hogere energiedichtheid van deze batterijcellen, die gepaard gaat met een geoptimaliseerde elektrochemische kinetiek. Eenvoudig gezegd kunnen deze nieuwe accu's sneller worden opgeladen en zijn ze duurzamer.

Lithium-ion en natrium-ion accu's profiteren van nanodeeltjes van tin

Wanneer een elektrode met tinnen nanodeeltjes in harde koolstof wordt gebruikt in lithium-ion accu's, gaat de accu meer dan 1500 cycli mee met 20 minuten snelladen. Bovendien is de energiedichtheid 1,5 keer hoger dan die van accu's met een gewone grafietanode. De nieuwe accutechnologie vertoont ook een goede stabiliteit en betere kinetiek bij gebruik in natrium-ioncellen.