Solid-state batterij gebouwd als Ferrero Rocher kan de huidige 15-jarige levensduur van EV-batterijen verdubbelen
Een vastestofbatterij die een bijna decennialange levensduur van 6000 laadcycli kan bieden en in 10 minuten kan worden opgeladen, is ontwikkeld door een team van Harvard-onderzoekers onder leiding van Xin Li, universitair hoofddocent materiaalwetenschappen. In het prototype dat zij bouwden, is de lithiumcomponent omhuld door een siliciumdeeltje, "als een harde chocoladeschelp rond een hazelnootkern," zegt Li in een Ferrero Rocher-geïnspireerd commentaar.
In plaats van de vervelende dendrieten die zich vormen in het lithiumoppervlak van vastestofbatterijen en die helemaal doorlopen tot in de vaste elektrolyt en naar de andere elektrode, waardoor de batterij kortgesloten wordt, slaagden de onderzoekers erin om de lithiatiereactie te beperken tot het oppervlak van de elektrode. Hierdoor gingen de prototypebatterijen veel langer mee en konden ze veel sneller worden opgeladen.
Volgens de onderzoekers "kan,in plaats van een sterke Li-Si legering op het conventionele vast-vloeistof grensvlak, de lithiatiereactie van Si van micrometergrootte aanzienlijk worden beperkt op het vast-vaste stof grensvlak, zodat deze alleen optreedt op dunne oppervlaktelocaties van Si deeltjes als gevolg van een reactie-geïnduceerd, diffusiebeperkend proces."
Door gebruik te maken van een computationele benadering om de materiaalinteractie te voorspellen, slaagde het Harvard-team erin om "snelle cycli van Li metaal met een hoge areale capaciteit te bereiken, wat belangrijk is voor de toepassing van solid-state batterijen." De technologie is in licentie gegeven aan de spin-off van het toegepaste batterijonderzoek van het Harvard-team, Adden Energydie nu bezig is met de ontwikkeling van een solid-state batterij ter grootte van een telefoon met de ontdekking.
Volgens Tesla's medeoprichter JB Straubel, wiens bedrijf nu tot 10 GWh aan batterijcapaciteit per jaar recyclet, hebben de huidige EV-batterijen een levensduur van ongeveer 15 jaar. De levensduur waaraan de huidige EV-batterijen worden getoetst, kan door de nieuwe solid-state batterijontdekking van Harvard meerdere malen worden overtroffen, waardoor de levensduur van het apparaat sterk toeneemt en de markt voor gebruikte EV's in de toekomst door elkaar wordt geschud.
Bron(nen)
