Artiklar kring projektet har godkänts för publicering i Advanced Materials och Nano-Micro Letters.

Jiajia Li

– Våra nya material kan förlänga batteriets livslängd och bidra till utvecklingen av mer miljövänlig energilagring, säger Jiajia Li, som nyligen disputerat i energiteknik vid Luleå tekniska universitet.

Forskningen fokuserar på fasta elektrolyter baserade på polyjonvätskor – plastliknande material som leder joner. 

Genom att justera materialens struktur har forskarna förbättrat transporten av litiumjoner och gränsytan mellan elektrolyten och övriga batterikomponenter. Ett av de utvecklade materialen möjliggjorde stabil drift i över 1 000 laddnings- och urladdningscykler utan att prestandan försämrades.

– Många fasta litiumbatterier tappar i prestanda redan efter 500–700 cykler, så det här är en tydlig förbättring. Våra material fungerar dessutom vid högre spänningar än vad som vanligtvis är möjligt, säger Jiajia Li.

Forskargruppen har också integrerat cellulosaacetat från trä i elektrolyterna för att öka både den mekaniska hållfastheten och hållbarheten ur miljösynpunkt. De nya materialen behöll hög prestanda vid spänningar upp till 4,8 volt, samtidigt som batteriernas livslängd förbättrades.

Flera utmaningar återstår dock innan tekniken kan användas i kommersiella produkter – till exempel möjligheten att tillverka materialen i större skala och att testa dem under mer realistiska förhållanden, som varierande temperaturer och snabbladdning.

Forskningen sker i samarbete med Institute of Process Engineering vid Chinese Academy of Sciences.