JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Genom att bombardera battericeller med röntgen- och neutronstrålning ska svenska och tyska forskare följa hur de degraderas under användning.

Det som ska bombarderas är så kallade solid state-litiumjonceller. Att byta flytande elektrolyt mot fast är ett av de hetaste spåren för att förbättra prestanda i litiumjonbatterier.

Utmaningen är att minimera degraderingen så att batteriet får en lång och säker livslängd.

Den degraderingen – exempelvis i form av tillväxt av spetsiga strukturer kallade dendriter – ska uppsalaforskarna nu kunna följa i realtid genom att genomlysa materialet med neutron- och röntgenstrålning samtidigt som batteriet laddas och laddas ur.

Mätningarna kompletterar varandra. Röntgenstrålningen avslöjar battericellens struktur. Neutronerna kan följa hur litiumjonerna rör sig inuti battericellen.

Det är första gången som kombinationen används för batteriforskning. Tidigare har den använts för att undersöka meteoriter.

Det fyraåriga projektet heter Anissa (Advanced Neutron Imaging for Solid-State Batteries in Action) och finansieras av 20 miljoner kronor från det tysk-svenska forskningssamarbetet Röntgen-Ångström Cluster.

Deltar utöver Uppsala och Lunds universitet gör universitetet i Münster, Tyskland.

Forskningsanläggningarna Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) och European Spallation Source (ESS) är involverade.

Ingo
Manke

– Den unika kombinationen av röntgen- och neutrontomografi ger helt nya insikter om förhållandet mellan materialets 3D-struktur och 3D-distribution av litium. Det gör att vi bättre kan förstå exakt hur batterimaterialets struktur påverkar litiumtransport och lagring, säger Ingo Manke, chef för Imaging Group på HZB.

Dubbelt så bra litiumjonbatterier

Dagens litiumjonbatterier duger som de är för att genomföra den planerade elektrifieringen. Men ingen tackar nej till ännu bättre prestanda. Vad gäller en växling från flytande till fast elektrolyt är det inte orealistiskt att exemplvis hoppas på dubblerad räckvidd i elbilen för samma batterikostnad.

Ännu mer energi, ännu snabbare laddning och ännu större säkerhet är några av de egenskaper som söks. De går ofta hand i hand. Är cellerna säkrare törs du ladda dem snabbare och törs du bygga batterierna kompaktare med mindre overhead för skyddande teknik.


BILD: Mauro Pasta et al 2020 J. Phys. Energy

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus