Nieuwe ontdekking: EV-batterijen met hittetolerante kristallen halen een miljoen kilometer rijbereik

AmsterdamEen nieuwe techniek voor het vervaardigen van enkelkristalmaterialen kan ervoor zorgen dat de kathodes van elektrische voertuigen (EV) langer meegaan. Onderzoekers van POSTECH en POSCO Holdings N.EX.T Hub hebben een manier ontdekt om de duurzaamheid van nikkelgebaseerde kathodes te verbeteren door ze te vormen tot enkele grote kristallen. Deze bevinding, gepubliceerd in ACS Materials & Interfaces, is een belangrijke stap naar de ontwikkeling van duurzamere EV-batterijen.

Lithium (Li) batterijen zijn onmisbaar voor elektrische voertuigen (EV's). Deze batterijen functioneren door het verplaatsen van Li-ionen tussen de kathode en de anode. Nikkel (Ni) materialen worden vaak gebruikt in deze batterijen omdat ze veel lithium-ionen kunnen opslaan. Traditionele nikkelgebaseerde kathodes bestaan echter uit veel kleine kristallen die na verloop van tijd en bij herhaald gebruik afbreken en daardoor in efficiëntie verminderen.

Het onderzoeksteam ontdekte dat het vervaardigen van deze materialen bij hoge temperaturen leidt tot sterkere kathodes. Belangrijke observaties zijn:

• Polycristallijne nikkelcathodes slijten na verloop van tijd.
• Bij hoge temperaturen zorgt enkelkristalsynthese voor betere duurzaamheid.
• De "kritieke temperatuur" is essentieel voor hoogwaardige enkelkristallen.
• Enkelkristallen zijn bestand tegen slijtage en verlengen de levensduur van EV-batterijen.

Het team onderzocht de optimale temperatuur voor het produceren van hoogwaardige nikkel kathodes met een enkelkristalstructuur. Ze testten verschillende temperaturen en ontdekten dat het maken van de materialen boven een bepaalde kritieke temperatuur leidde tot "verdichting." Dit proces vergrootte de interne korrelgrootte en vulde lege ruimtes in het materiaal, waardoor het zeer hard en slijtvast werd.

Lees ook:

Vandaag · 18:00

Onweerswolken verstrooien onverwachte gammagolven in de tropen

Een innovatieve methode verlengt de levensduur van nikkelgebaseerde kathodes. Professor Kyu-Young Park verklaarde dat hun doel is om secundaire batterijen goedkoper, sneller en duurzamer te maken. Zij hopen dat dit op de lange termijn de prestatie en kostenefficiëntie van accu’s voor elektrische voertuigen zal verbeteren.

Deze bevindingen kunnen de markt voor elektrische voertuigen (EV) revolutioneren. Langduriger werkende batterijen betekenen minder vaak vervanging, wat de eigendomskosten van een EV kan verlagen. Daarnaast kan de milieu-impact afnemen doordat er minder batterijen hoeven te worden weggegooid en er minder grondstoffen nodig zijn.

Deze technologie zou elektrische voertuigen aanzienlijk verder kunnen laten rijden, mogelijk tot wel een miljoen kilometer. Dit zou een groot voordeel zijn voor consumenten die nog steeds twijfels hebben over de beperkte actieradius van elektrische auto's.

Dit onderzoek toont aan dat elektrische voertuigen in de toekomst waarschijnlijk betere en duurzamere batterijen zullen hebben. Door het productieproces van monokristallen bij hoge temperaturen te verbeteren, kan de levensduur en prestatie van EV-batterijen aanzienlijk worden verhoogd.