Nieuwe doorbraak: verbeterde batterijlevensduur door voorkomen van zuurstofvrijgave tussen kathode en elektrolyt

AmsterdamEen nieuwe wetenschappelijke doorbraak heeft een grote uitdaging voor de toekomst van lithium-ionbatterijen opgelost door de stabiliteit tussen de kathode en de elektrolyt te verbeteren. Onderzoekers van POSTECH hebben een methode ontwikkeld om lithiumrijke gelaagde oxidematerialen langer mee te laten gaan. Deze materialen zijn uitstekende kandidaten voor nieuwe soorten kathodes in batterijen. Door te voorkomen dat er zuurstof vrijkomt tijdens het laden en ontladen, hebben ze de levensduur van de batterij verlengd zonder de energiedichtheid te verminderen. Deze vooruitgang kan leiden tot batterijen die langer meegaan in apparaten zoals elektrische auto's en energieopslagsystemen.

Onderzoek toont aan dat wijzigingen in de elektrolyt de stabiliteit van het LLO-materiaal aanzienlijk hebben verbeterd. Door het probleem van zuurstofemissies, dat voorheen aanzienlijke schade aan batterijen veroorzaakte, op te lossen, zijn onderzoekers erin geslaagd de energieretentie te verhogen.

Belangrijke onderdelen van het onderzoek zijn:

• Verbetering van de kathode-elektrolytinterface om zuurstofvrijgave te verminderen.
• Een energieretentie van 84,3% na 700 laadcycli.
• Significante vermindering van ongewenste reacties zoals elektrolytdecompositie.

Lees ook:

3 februari 2025 · 01:32

Vroegtijdige Griekse loodvervuiling onthult maatschappelijke veranderingen en economische transities in oude beschavingen

Deze bevindingen vormen een belangrijke stap voorwaarts en kunnen de industriestandaarden voor batterijprestaties en levensduur ingrijpend veranderen. De huidige lithium-ionbatterijen, die veel nikkel en kobalt gebruiken, kampen met problemen zoals capaciteits- en spanningsverlies na verloop van tijd. De overstap naar lithium-rijke gelaagde oxiden biedt een goedkopere en duurzamere oplossing door minder van deze schaarse materialen te gebruiken.

Onderzoekers hebben met behulp van synchrotronstraling, een methode die geschikt is voor het verkrijgen van gedetailleerde beelden, belangrijke verschillen ontdekt tussen de stabiliteit van het oppervlak en de binnenkant van een batterijkathode. Deze ontdekking is essentieel voor het ontwikkelen van duurzamere batterijen. Door de stabiliteit van het oppervlak te verbeteren, kunnen we de levensduur en prestaties van batterijen aanzienlijk verbeteren.

Deze bevindingen kunnen van invloed zijn op de ontwikkeling van toekomstige kathodematerialen. Nu economieën streven naar milieuvriendelijkere en duurzamere technologieën, kunnen deze innovaties bijdragen aan een breder gebruik van elektrische voertuigen en opslag van hernieuwbare energie. Het onderzoek wijst LLO aan als een uitstekende optie voor het verbeteren van de prestaties en duurzaamheid van lithium-ionbatterijen (LIBs), waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor toekomstige vooruitgang op dit gebied.