Gel maakt batterijen beter

Nieuw opslagmateriaal verbetert de energiedichtheid van de lithium-ionbatterij

Batterij-onderzoeker aan het werk: Stefan Koller van het Institute for Chemical Technology of Materials met een diploma student © Lunghammer / TU Graz
voorlezen

Krachtige energieopslagsystemen voor de auto-industrie of batterijen en notebooks voor mobiele telefoons die voldoende energie leveren voor langdurig gebruik - wetenschappers van Graz maken deze visies een beetje realistischer: de onderzoekers hebben een nieuw proces ontwikkeld dat silicium bruikbaar maakt voor lithium-ionbatterijen.

De opslagcapaciteit is tien keer hoger dan het eerder gebruikte grafiet en kan daarom hopen op aanzienlijke verbeteringen voor gebruikers.

Nieuw opslagmateriaal gezocht

Moderne elektrische apparaten willen meer energie en de auto-industrie verlangt ook naar steeds krachtigere energieopslagsystemen. De technologische ontwikkeling in batterijonderzoek is al lang onvoldoende: "De ontwikkeling van de volgende generatie vereist een echte revolutie. We hebben nieuw opslagmateriaal nodig voor lithium-ionbatterijen ", legt batterijonderzoeker Stefan Koller van het Institute of Chemical Technology of Materials aan de Technische Universiteit van Graz (TU) uit.

Samen met collega's uit de wetenschap en de industrie is hij erin geslaagd om tegen lage kosten een dergelijk dragermateriaal voor elektrochemische reacties te ontwikkelen.

Siliciumgel op grafiet

In de nieuw ontwikkelde methode gebruiken de onderzoekers een siliciumhoudende gel en brengen deze aan op grafiet als dragermateriaal. "Het grafiet fungeert als een buffer om de grote volumeveranderingen van silicium tijdens opname en afgifte van lithium-ionen op te vangen", legt Koller uit. tonen

Silicium heeft ongeveer tien keer hogere opslagcapaciteit voor lithium-ionen dan het eerder commercieel gebruikte grafiet. Het nieuwe materiaal kan dus meer dan twee keer zoveel lithiumionen besparen met een onveranderde levensduur. Deze techniek is veel gunstiger dan eerder bekend, waarbij het silicium wordt afgezet uit de gasfase. "De uitdaging blijft de slechte opslagdichtheid van de materialen in de tegenelektrode in de gehele batterij, maar we doen hier ook intensief onderzoek naar", concludeert Koller.

Proces is al patent aangevraagd

Hun bevindingen - ontwikkeld als onderdeel van het EU-project "NanoPoliBat" - zijn ondertussen door de onderzoekers samen met een samenwerkingspartner op een patent ingediend.

(idw - Graz University of Technology, 29.10.2009 - DLO)