Nieuwe solid-state batterijcoating verdubbelt bijna de volumetrische energiedichtheid
Een solid-state batterij onderzoek door een team wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin is erin geslaagd het probleem op te lossen om lichtere cellen te maken zonder het orthodoxe anode-kathodepaar. Eerdere pogingen om zich te ontdoen van de grafietanode en deze te vervangen door een stroomcollector die alleen bestaat uit de onderliggende koperfolie, leidden tot snelle materiaaldegradatie als gevolg van de reactiviteit van de vaste elektrolyt.
De materiaalwetenschappers experimenteerden met coatingmaterialen en ontdekten dat lithium-geactiveerd tellurium op een meer uniforme manier kan weken met, of oplossen van lithium uit de koperfolie. Dit voorkwam de vorming van stekelige dendrieten die kortsluiting kunnen veroorzaken, of het ontstaan van onregelmatigheden aan het oppervlak die tot snelle degradatie van de batterij leidden.
Materiaalwetenschapper David Mitlin legt uit dat de ontdekking "belangrijke ontbrekende schakels kan bieden voor de grootschalige commercialisering van anodevrije en volledig vaste-stofbatterijen". Door de grafietanode achterwege te laten en een vaste, op sulfide gebaseerde elektrolyt te gebruiken "elimineer je in feite de helft van het interne materiaal van de batterij", voegde hij eraan toe.
De resulterende batterij zonder elektrodepaar in de traditionele zin is veel lichter en compacter dan de huidige ternaire cellen. Het laboratoriumconcept verdubbelt bijna de volumetrische energiedichtheid van traditionele batterijen en kan 72% meer energie opslaan bij hetzelfde gewicht van de batterij.
Dit zijn grote getallen, maar de heer Mitlin waarschuwt dat er nog een lange weg te gaan is voordat de anode-loze cel het tot een prototype van een solid-state batterij brengt die geschikt is voor massaproductie en gebruik in de volgende generatie elektrische voertuigen. Een lichtpuntje is dat de materiaalwetenschappers erin geslaagd zijn de nieuwe coating aan te brengen met conventionele methoden die geschikt zijn voor grootschalige productie als en wanneer dat stadium aanbreekt.
Bron(nen)
