Forskarnas genombrott – nya material kan förlänga batteriers livslängd
Fasta litiumbatterier har potential att förändra förutsättningarna för energilagring. Det skriver Luleå tekniska universitet i ett pressmeddelande. Fasta Litium-metallbatterier erbjuder högre energitäthet och en ökad säkerhet jämfört med dagens litiumjonbatterier och ses som en lovande lösning för framtidens energisystem. Men en svårighet är den begränsade livslängden – och det vill forskare vid Luleå tekniska universitet råda bot på.
Forskarna har lyckats ta fram material som kan förlänga livslängden avsevärt.
– Våra nya material kan förlänga batteriets livslängd och bidra till utvecklingen av mer miljövänlig energilagring, säger Jiajia Li, som nyligen disputerat i energiteknik vid Luleå tekniska universitet, i en kommentar.
Genom att ersätta den traditionella flytande elektrolyten med en fast elektrolyt uppges man kunna nå en högre spänning och minska risken för brand eller läckage, skriver universitet i pressmeddelandet. Fasta litium-metallbatterier kan ha användningsområden i såväl elfordon som stationär energilagring och bärbar elektronik. Bland annat möjliggör tekniken snabbare laddning, längre räckvidd och högre säkerhet.
– För att fasta elektrolyter ska fungera i verkliga tillämpningar behöver ledningsförmåga, långtidstabilitet och motståndet i gränsytan mot elektroder förbättras, säger Jiajia Li, i en kommentar.
Forskningen har haft sitt fokus på fasta elektrolyter baserade på poly (jonvätskor), som är ett plastliknande material som leder joner. Ett av materialen som forskarna utvecklat möjliggjorde stabil drift i över 1 000 laddnings- och urladdningscykler utan att prestandan försämrades, enligt universitetet.
– Många fasta litiumbatterier tappar i prestanda redan efter 500–700 cykler, så det här är en tydlig förbättring. Våra material fungerar dessutom vid högre spänningar än vad som vanligtvis är möjligt, säger Jiajia Li.
Flera utmaningar finns dock kvar innan batterierna kan användas i kommersiella produkter.
– Det här är ett viktigt steg framåt, men det krävs mer utveckling innan tekniken är redo för exempelvis elbilar. Vi måste säkerställa att materialen fungerar stabilt även vid höga belastningar och i varierande miljöer, säger Xiaoyan Ji, professor i energiteknik vid Luleå tekniska universitet och huvudhandledare samt ansvarig projektledare för forskningen, i en kommentar.
Forskningen vid Luleå tekniska universitet görs i samarbete med Institute of Process Engineering vid Chinese Academy of Sciences.