Nieuwe doorbraak: beheersing van gel-elektrolyten zal de toekomst van elektrische voertuigen aandrijven

AmsterdamOnderzoekers van POSTECH hebben de batterijtechnologie verder ontwikkeld. Onder leiding van Professor Soojin Park, samen met Seoha Nam en Dr. Hye Bin Son, hebben zij een nieuwe stabiele en marktklare batterij ontworpen met een gel-elektrolyt. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift "Small."

Lithium-ion batterijen zijn gebruikelijk in elektrische auto's en elektronische apparaten. Echter, de vloeibare elektrolyten in deze batterijen kunnen branden of explosies veroorzaken. Wetenschappers zoeken naar veiligere alternatieven. Een mogelijke oplossing is een semi-solid-state batterij met een gelachtige elektrolyt.

Voordelen van gel-elektrolyten zijn onder andere:

• Verbeterde stabiliteit
• Hogere energiedichtheid
• Langere levensduur

Het vervaardigen van gel-elektrolyten vereist vaak langdurig verhitten bij hoge temperaturen, wat de elektrolyt kan beschadigen en de efficiëntie van de batterij kan verminderen. Bovendien is de contactweerstand tussen de gel-elektrolyt en de elektrode een probleem.

Eerdere onderzoeken hadden moeite om op te schalen voor commerciële productie omdat complexe fabricagemethoden lastig te integreren waren met de bestaande batterijproductielijnen. Het team van Professor Park loste deze problemen op door gebruik te maken van een speciale toevoeging, dipentaerythritol hexaacrylaat (DPH), en een technologie genaamd elektronstraal (e-beam).

Het fabriceren van pouch-type batterijen verloopt via de volgende stappen:

• Voorbereiding van elektroden
• Injectie van elektrolyt en assemblage
• Activering
• Ontgassen

Het team voegde een extra stap van e-beam bestraling toe na het verwijderen van gassen. Dit verbeterde DPH's dubbele functie. DPH stabiliseerde de interface tussen de anode en kathode oppervlakten. Tijdens de e-beam bestraling werden de moleculen ook met elkaar verbonden om een polymeerstructuur te vormen.

Lees ook:

Vandaag · 09:26

Samenwerkende minirobots transformeren precisie in de endoscopische chirurgie

Het nieuwe batterijontwerp van het team met een gel-elektrolyt leverde uitstekende resultaten op. Het verminderde de gasvorming door bijwerkingen tijdens de eerste paar laad- en ontlaadcycli met 2,5 keer in vergelijking met normale batterijen. Daarnaast verlaagde het de interfaciale weerstand dankzij de goede afstemming tussen de elektroden en de gel-elektrolyt.

De onderzoekers ontwikkelden een batterij met een hoge capaciteit van 1,2 Ah en testten deze bij 55 graden Celsius. Deze temperatuur zorgde voor een snellere afbraak van het elektrolyt. Traditionele elektrolytbatterijen produceerden veel gas en verloren al na 50 cycli aanzienlijk aan capaciteit. De nieuwe batterij daarentegen genereerde geen gas en behield een capaciteit van 1 Ah, zelfs na 200 cycli.

Dit is een groot succes. Het toont aan dat gel-elektrolyt batterijen veilig, duurzaam en klaar voor de markt kunnen zijn. Bovendien kunnen ze in grote hoeveelheden worden geproduceerd met de huidige methoden voor het maken van pouchbatterijen.

Hoogleraar Soojin Park verklaarde dat deze nieuwe ontdekking van invloed zal zijn op de elektrische voertuigindustrie. Hij merkte ook op dat dit een positieve bijdrage zal leveren aan andere apparaten die gebruikmaken van lithium-ionbatterijen. Hun onderzoek werd gefinancierd door het Mid-Career Research Program van de National Research Foundation of Korea.

Het onderzoeksteam van POSTECH werkt aan het verbeteren van de veiligheid en commerciële geschiktheid van gelscheidingsmiddelen in batterijen.

Oekraine richt zich op Russische olieraffinaderijen terwijl Moskou sterke maritieme verdediging claimt

Oekraïense aanvallen hebben verschillende Russische olieraffinaderijen geraakt. Terwijl dit gebeurt, beweert Moskou dat hun maritieme verdedigingssystemen succesvol elke bedreiging uit de wateren tegenhouden.