Skriv ut

Elbilar är hett. Samtidigt har bilindustrin fått upp ögonen för batterier med fast elektrolyt, så kallade solid state-batterier. De har klara fördelar jämfört med litiumjonbatterier men är ostabila vid hög strömtäthet. Nu har forskare på Chalmers och Xi’an Jiaotong-universitetet i Kina presenterat ett sätt att stabilisera dessa batterier med hjälp av ett specialutvecklat mjukt mellanlager.

– Mellanlagret gör att battericellen blir betydligt mer stabil och därför klarar hög strömtäthet, säger Shizhao Xiong, forskare på Chalmers i ett pressmeddelande.

Till skillnad från dagens litiumjonbatterier har solid state-batterier en fast elektrolyt och innehåller därmed ingen miljö- eller brandfarlig vätska. Dessutom kan de nå högre energidenistet.

Mycket förenklat kan ett solid state-batteri liknas vid en smörgås där litium fungerar som brödskiva och ett keramiskt ämne ovanpå fungerar som pålägg. Det hårda pålägget är batteriets fasta elektrolyt som ska transportera jonerna mellan batteriets plus och minuspoler.

Den torra smörgåsen har svårt att hålla ihop på ett bra sätt, den bjuder också på allvarliga former av skav mellan bröd och pålägg. Många forskare arbetar därför med att ta fram lämpliga mellanlager som kan förbättra egenskaperna, öka strömtätheten och höja säkerheten.

Nu har forskarna i Göteborg och Xi’an presenterar ett fungerande mellanlagret med konsistens som kylskåpskallt smör. Massan består av nanopartiklar av den keramiska elektrolytens material blandat med en jonisk vätska som kapslar in nanopartiklarna och gör mellanlagret mjukt och skyddande.

En viktig poäng är enligt forskarna också att det är väldigt lätt att addera massa.

– Det här är ett viktigt steg på vägen mot att storskaligt kunna tillverka kostnadseffektiva, säkra och miljövänliga batterier som levererar hög kapacitet och kan laddas upp och ur i snabb takt, säger Aleksandar Matic, professor på Chalmers.

Aleksandar Matic tror att solid state-batterier kommer att finnas på marknaden inom fem år – exempelvis har Toyota lovat att visa upp en konceptbil med ett sådant batteri till sommaren.

Det nya resultatet har presenterats i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Advanced Functional Materials (länk).

Bildtext: Mellanlagret stabiliserar battericeller och gör att de klarar hög strömtäthet. Massan har samma konsistens som kallt smör.

Kategori: Nyheter