ENGINEERINGNET.BE - Een lithium ion-batterij zien we in de meest uiteenlopende toepassingen terug. Het is niet overdreven om te zeggen dat lithium onze informatiemaatschappij en mobiliteit verandert.
Lithium beweegt, door een vloeistof, tussen twee elektroden. Van oudsher bestaat de ene elektrode, de anode, uit grafiet. De kathode bestaat onder meer uit nikkel, mangaan en kobalt.
Nu is, als alternatief voor grafiet, niobium-wolfraam-oxide in opkomst. Hiermee is al eerder aangetoond dat het opladen sneller kan. Dat komt doordat de materiaalstructuur kanaaltjes bevat die lithium-ionen beter toegang verschaffen: het gaat er eenvoudiger doorheen dan door grafiet.
Volgens de onderzoekers die eerder deze resultaten lieten zien, heeft dit materiaal al zulke mooie eigenschappen dat het geen toegevoegde waarde zou hebben om het eerst een structuur op nanoniveau te geven. Dat deden de UT-onderzoekers wél, met als resultaat dat de accu sneller oplaadt.
Die structuren maken ze door de stof te verhitten, ofwel calcineren, in een oven, zodat nanodeeltjes van enkele tientallen tot enkele honderden nanometers overblijven. Zo ontstaan veel meer uitgangen voor lithiumionen dan alleen de kanaaltjes uit het eerdere onderzoek, omdat elk nanokorreltje aan zijn grens lithium ionen kan geleiden.
De aangepaste elektrode maakt de accu minder geschikt voor bijvoorbeeld een elektrische auto: van de nieuwe cellen zou je een groter accupakket nodig hebben, omdat elke cel minder energie kan leveren.
Maar in bijvoorbeeld ‘peak shaving’, waar een overschot aan energie wordt opgeslagen in een groot accu-centrum, of in zware machines waarin accu’s snel ontladen maar ook weer snel beschikbaar moeten zijn, ziet onderzoeker prof. Mark Huijben wel toepassingen.
De onderzoekers willen nu nagaan of nog kleinere structuren voordelen hebben. Ook aan de kathode wordt onderzoek gedaan, bijvoorbeeld om minder afhankelijk te zijn van het materiaal kobalt.
De onderzoekers hebben samengewerkt met collega’s van twee laboratoria van de Wuhan University of Technology in China. Ook zijn er nauwe banden met het accu-onderzoekscentrum MEET in Munster, Duitsland.
