Nyheter

Batteriforskare utmanar synen på snabbladdning

I den här apparaten laddade Stanfordforskarna batterier med olika hastigheter och strömnivåer. Nya rön kan ge batterier som är långlivade trots snabbladdning. Det hävdar forskare vid Stanford.

140924_Stanford_batteritestElektroderna i ett batteri sväller och krymper när de absorberar och ger ifrån sig joner till elektrolyten. Den storleksförändringen är en viktig orsak till att batterier slits med tiden, och den gängse uppfattningen är att litiumjonbatterier tar skada av att snabbt laddas upp och ur. Men en grupp forskare vid amerikanska Stanford University utmanar den synen i en artikel i Nature Materials.

Forskarna beskriver hur de laddade upp och ur batterier med olika strömstyrkor och hastigheter. Sedan skars de positiva elektroderna, katoderna, i mycket tunna skivor, som undersöktes i röntgenmikroskop.

På så vis kunde forskarna se hur laddningen distribuerades bland katodens miljarders nanopartiklar av litiumjärnfosfat. De upptäckte att bara en liten andel av nanopartiklarna var aktiva åt gången, även vid snabbladdning. Dessa aktiva partiklar tog upp eller släppte ifrån sig joner, medan övriga antingen var fulla eller tomma. Att bara ett fåtal av partiklarna jobbar är en nackdel. Det ökar risken för att katoden ska få små sprickor som försämrar batteriets prestanda.

Men den intressanta upptäckten gjordes när batterierna laddades ur. När urladdningen nått en viss nivå började fler och fler partiklar att absorbera joner samtidigt, vilket ger mindre slitage.

Forskarna drar slutsatsen att de borde vara möjligt att anpassa elektrodmaterialet eller processen så att fler partiklar jobbar parallellt. Målet är att på så vis skapa batterier som kan laddas snabbt och samtidigt vara mer långlivade än dagens batterier. Men det dröjer tills de nya rönen kan få praktiskt nytta på marknaden. Nästa steg för forskarna är att undersöka batterier som laddats upp och ur hundratals eller tusentals gånger för att härma verklig användning.

I gruppen ingick forskare vid Stanford University, Stanford Institute for Materials and Energy Sciences (SIMES) samt amerikanska energidepartementets SLAC National Accelerator Laboratory.

Källa: NyTeknik Av: Charlotta von Schultz. Foto: Andy Freeberg

Stanford: Study Sheds New Light on Why Batteries Go Bad

Taggat , , ,