Nyt elbilbatteri oplader hurtigere og giver dobbelt så lang rækkevidde
Forskere fra University of Texas i USA har udviklet en ny batteriteknologi, der gør brug af tykkere elektroder i form af vertikalt stablede lag, der muliggør nemmere transport af litiumioner. Det fremgår af en ny artikel udgivet i det videnskabelige tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Læs også: Elbiler – alt om teknologien, der skal sikre den grønne omstilling
Hurtigere transport af ioner i vertikalt stablede elektroder
Som led i en række eksperimenter med centrale komponenter i litiumbatterier har forskerne gjort en interessant opdagelse, der kan føre til elbiler, som kan oplade markant hurtigere og samtidig give en dobbelt så lang rækkevidde sammenlignet med nutidens litiumionbatterier.
De opdagede, at man opnå store fordele ved at bruge stablede lag af meget fine todimensionelle materialer til at udgøre batteriets elektroder – altså de positivt og negativt ladede dele af batteriet. Ved at bruge kommercielt tilgængelige magneter kunne forskerne skabe en unik opstilling, som omgår gængse problemer med dimensionering af komponenterne.
De tynde todimensionale materialer udgør byggeklodser i det nye elektrodedesign ved at blive stablet og på den måde skabe tykkelse. Byggeklodsernes ensrettede orientering skaber en hurtig transportvej, hvor ionerne kan bevæge sig gennem elektroden. Dermed kan batteriet oplades hurtigere.
“Todimensionelle materialer anses almindeligvis for at være en lovende kandidat til energilagringsapplikationer med høj hastighed, fordi de kun behøver at være flere nanometer tykke for hurtig ladningstransport. Men i næste generations batterier med tykke elektrodedesign kan genstablingen af nanoplader som byggeklodser forårsage betydelige flaskehalse i ladningstransporten, hvilket fører til vanskeligheder med at opnå både høj energi og hurtig opladning,” siger Guihua Yu, der er professor i UT Austins Walker Department of Mechanical Engineering og Texas Materials Institute.
Viser lovende resultater
Selv om det endnu er tidligt i udviklingen af det nye elektrodedesign, har det indtil videre vist meget lovende resultater. Forskerne udviklede et lignende batteri, hvor lagene i elektroden var stablet horisontalt, og her præsterede det vertikalt stablede design klart bedst.
Det lykkedes forskerne at oplade det vertikalt stablede batteri til 50 procent på 30 minutter, mens batteriet med det tilsvarende horisontalt stablede elektrodedesign tog 2 timer og 30 minutter.
Forskerne forventer, at det nye batteridesign kan føre til nye batterier i elbiler, der giver en dobbelt så lang rækkevidde. Det er dog endnu for tidligt at sætte en dato på, hvornår teknologien kan kommercialiseres.