Ny studie visar att högtemperatur-kristaller kan göra elbilar hållbara i en miljon kilometer.

StockholmEn ny teknik för att skapa enkelkristallmaterial kan förlänga livslängden på katoder i elbilsbatterier. Forskare från POSTECH och POSCO Holdings N.EX.T Hub har upptäckt ett sätt att förbättra hållbarheten hos nickelbaserade katoder genom att utforma dem som stora enkla kristaller. Denna upptäckt, som publicerades i ACS Materials & Interfaces, är ett viktigt steg mot att utveckla mer långvariga elbilsbatterier.

Litiumbatterier är avgörande komponenter i elbilar. De fungerar genom att Li-joner rör sig mellan två delar som kallas katoden och anoden. Nickelmaterial används ofta i dessa batterier eftersom de kan lagra mycket litiumjoner. Dock är traditionella nickelbaserade katoder uppbyggda av många små kristaller, vilka bryts ner och förlorar effektivitet med tiden och vid upprepad användning.

Forskargruppen upptäckte att tillverkning av dessa material vid höga temperaturer leder till katoder med förbättrad hållfasthet. Viktiga punkter inkluderar:

Traditionella katoder gjorda av polykristallin nickel försämras med tiden. Syntes av enkristaller vid höga temperaturer förbättrar hållbarheten. Den "kritiska temperaturen" är avgörande för att uppnå högkvalitativa enkristaller. Enkristaller är motståndskraftiga mot försämring och förbättrar livslängden för batterier i elfordon.

Teamet undersökte vilken temperatur som var mest optimal för att framställa högkvalitativa enkristallnickelkathoder. De testade olika temperaturer och upptäckte att tillverkning ovanför en viss kritisk temperatur ledde till "fördensificering." Denna process ökade den inre kornstorleken och fyllde tomma utrymmen i materialet, vilket gjorde det mycket hårt och slitstarkt.

Läs också:

Idag · 15:58

Webbteleskopet avslöjar galaktisk länk till universums första stjärnor

En ny metod bidrar till att skapa nickelbaserade katoder som har längre livslängd. Professor Kyu-Young Park förklarade att deras mål är att göra sekundära batterier billigare, snabbare och mer hållbara. De hoppas att detta på lång sikt kommer att förbättra prestandan och kostnadseffektiviteten för batterier i elbilar.

Dessa upptäckter kan förändra elbilsindustrin. Batterier som håller längre innebär färre byten, vilket kan minska kostnaden för att äga en elbil. Dessutom kan den miljömässiga påverkan minska eftersom det skulle bli färre batterier att kassera och mindre behov av råmaterial.

Denna teknik skulle kunna göra det möjligt för elfordon att resa mycket längre sträckor, kanske upp till en miljon kilometer. Detta skulle vara en stor fördel för konsumenter som fortfarande är osäkra på de begränsade räckvidden hos elbilar.

Denna forskning visar att elbilar sannolikt kommer att få bättre och mer hållbara batterier i framtiden. Genom att förbättra tillverkningen av monokristaller vid höga temperaturer kan livslängden och prestandan hos elbilsbatterier avsevärt förbättras.