Ultradunne solid-state batterij met hoge prestaties ontwikkeld

Twee cruciale punten zorgen ervoor dat solid-state batterijen zonder de anders typische vloeibare elektrolyt de focus van het onderzoek blijven. Een dergelijke batterij kan niet lekken en wordt beschouwd als veel brandveiliger dan normale lithium-ionbatterijen. Bovendien is de energiedichtheid vergelijkbaar met de beste huidige modellen en zou deze nog verder kunnen toenemen.

Ware het niet dat een van de meest veelbelovende elektrolyten met zijn zeer hoge ionische geleidbaarheid een groot probleem heeft. De opmerkelijke geleidbaarheid maakt het zeer reactief, zodat zich bij contact met lucht snel een beschermende laag vormt, vergelijkbaar met die van aluminium of koper.

Als gevolg hiervan nemen de prestaties van de batterij zeer snel af, wat betekent dat de levensduur van solid-state batterijen de huidige batterijen in elektrische auto's niet kan bijhouden en zeker niet de beste modellen, die meer dan 10.000 ladingen halen.

In plaats van een steeds betere bescherming tegen deze chemische processen te ontwikkelen, heeft Pohang University in Zuid-Korea een andere aanpak gekozen. Er werd een hydrofoob additief toegevoegd aan de vaste elektrolyt van lithium, lanthaan, zirkonium en zuurstof (afgekort LLZO). Dit bestaat op zijn beurt uit lithium, aluminium en zuurstof

Het deelt dus een hele reeks eigenschappen met de eigenlijke elektrolyt, wat betekent dat de uitstekende waarden van de batterij niet verslechteren. Tegelijkertijd kunnen onnodige onderdelen van het systeem worden weggelaten, omdat vocht en water de accu niet kunnen beschadigen.

Het resultaat is een batterij die nauwelijks 10 micrometer groot is, dunner dan een menselijke haar. Bovendien is het ontwerp extreem robuust tegen invloeden van buitenaf en is de energiedichtheid een indrukwekkende 500 wattuur per kilogram.

Het zal interessant zijn om te zien waarvoor ultradunne batterijen gebruikt kunnen worden. Misschien is het zelfs mogelijk om de energiedichtheid van het systeem nog verder te verhogen. Dan kunnen de batterijen dikker worden en voor mobiele toepassingen worden gebruikt.