Antwerpse onderzoekers ontdekken oorzaak afnemende ’power’ van batterijen

Onderzoekers van Universiteit Antwerpen ontdekken oorzaak van spanningverlies bij veelvuldig opladen van batterijen: "Het zijn ‘gevangen’ ionen die de batterij in kracht doen afnemen"

Trefwoorden: #batterijen, #lithium, #onderzoek, #spanningverlies, #universiteit antwerpen, #wetenschap

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Antwerpen )

ENGINEERINGNET.BE - Zowat iedereen heeft een mobiele telefoon, elektrische wagens en fietsen worden talrijker, maar de batterijen blijven al te vaak het pijnpunt van die toestellen. De nieuwste exemplaren zijn krachtiger, maar boeten bij veelvuldig opladen in aan ‘power’.

De nieuwste batterijen zijn gebaseerd op lithiumrijke gelaagde oxides”, vertelt prof. Staf Van Tendeloo (Fysica, UAntwerpen). “Die zijn wel 15% krachtiger dan klassieke lithiumbatterijen, maar de spanning van de batterijen neemt nog steeds snel af bij veelvuldig op- en ontladen.”

Onderzoekers van UAntwerpen en het Collège de France in Parijs vonden nu de oorzaak van die spanningsval.

Van Tendeloo: “Door middel van geavanceerde elektronenmicroscopie ziet men hoe metaalionen over en weer springen tussen de laagjes metaal en de laagjes lithium. Bij laden en ontladen worden die metaalionen soms gevangen in de tussenholtes en zijn er bij elke cyclus minder ‘vrije’ metaalatomen. Daardoor ontstaat een verlaagde spanning.”

Het staat nu vast dat de oorzaak van de verminderde spanning rechtstreeks samenhangt met de metaalatomen die’ gevangen’ worden bij het laden of ontladen.

“De volgende stap is dus duidelijk: zorg er voor dat de metaalatomen minder gehinderd worden”, stelt de fysicaprofessor. “Dat kan door andere metaalatomen te kiezen of door het zuurstofrooster aan te passen. Precies wat we nu gaan proberen.”

Het Antwerps-Parijse onderzoek is naar verluidt 'essentieel voor de verdere ontwikkeling van nieuwe en betere batterijen'. Dat is ook de wetenschappelijke tijdschriften niet ontgaan: de bijdrage over de vinding verscheen in Nature Materials.


FOTO
De witte stippen, aangeduid met de pijlpunten, tonen de atomen die zijn blijven ‘hangen’ aan. Het beeld werd 35 miljoen keer vergroot.