About / Advertise
Med hjälp av katoder baserade på ett metallskum med strukturer i nanostorlek går det att få fram litium-jonbatterier som kan laddas till 90 procent på två minuter. Amerikanska forskare har tagit fram en prototyp.
Snabbladdning har blivit något av en helig graal för batteriforskare, pådrivna av krav från elektronik- och elbilsindustrin. Professor Paul Brown och hans forskarlag vid University of Illinois i Urbana-Champaign har med hjälp av nanomaterial tagit fram en katod som gör att ett litium-jonbatteri kan laddas till 90 procent på två minuter, och även snabbt kunna ge ifrån sig sin energi. Framstegen motsvarar en ökning av laddnings- och urladdningshastigheten med flera hundra gånger. Resultatet är publicerat i Nature Nanotechnology (länk).Hur snabb ett batteri kan laddas och sedan urladdas beror till stor del på katodens möjlighet att härbärgera flöden av elektroner och joner. Att använda nanostrukturerade material är något som många forskare provat, men problemet har varit att kombinera hög laddningshastighet med hög lagringskapacitet, konstaterar tidningen Technology Review.
Paul Brauns grupp använde ett poröst metallskum med inslag av aktiva batterimaterial. Skummet skapades genom att blanda till en gröt av polymersfärer på ytan av ett ledande substrat. Dessa sfärer är självorganiserande till ett regelbundet mönster. Med hjälp av elektroplätering fylldes utrymmet mellan sfärerna med nickel. Därefter löstes polymeren upp, vilket resulterade i en "tvättsvamp" av nickel som till 90 procent bestod av luft. På denna tvättsvamp kunde sedan det aktiva materialet appliceras.
Gruppen har tagit fram både nickel-metallhydridbatterier och litium-jonbatterier med tekniken.
– Det är en bit kvar till en produkt, men vi har ganska bra labbdemonstrationer. Tekniken borde kunna användas för celler stora nog för bärbara datorer och elbilar, men dit har vi inte nått ännu, säger Paul Braun till Technology Review.
Före dess ska dock fler typer av celler tas fram, och därtill måste även anoden optimeras, något som kan vara minst lika krävande.
