Nya material i batterier ska kunna göra att livslängden förlängs väsentligt. Det här skulle kunna bidra till hållbarare energisystem och ett mer miljövänligt samhälle menar forskare vid Luleå universitet som forskar om materialen.
I många av de apparater som vi använder till vardags som datorer, mobiltelefoner, verktyg och elbilar finns litiumjonbatterier. De här batterierna är bra på så sätt att de kan lagra mycket elektricitet, men en nackdel är att de lätt blir överhettade. Som ett alternativ till dessa finns fasta litiumbatterier som både är kraftfullare och säkrare men som samtidigt har en begränsad livslängd.
Nu har dock forskare vid Luleå universitet tagit fram en teknik som kan ge mycket längre livstid. Lite förenklat handlar det om att ersätta den flytande elektrolyten i batterierna, den substans som ledningen i batterierna rör sig genom, med en fast elektrolyt. Forskningen nu handlar om att hitta ett fast material som är tillförlitligt. Ett av de plastliknande material som forskarna tagit fram visade sig ge 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, som nyligen disputerat i energiteknik vid Luleå tekniska universitet, i ett pressmeddelande.
Fortfarande återstår dock att testa materialet i mer verkliga förhållanden, som varierande temperaturer och snabbladdning, samt att skala upp produktionen innan de nya batterierna kan börja användas kommersiellt.
– Det här är ett viktigt steg framåt, men det krävs mer utveckling innan tekniken är redo för exempelvis elbilar. Vi måste säkerställa att materialen fungerar stabilt även vid höga belastningar och i varierande miljöer, säger Xiaoyan Ji, professor i energiteknik vid Luleå tekniska universitet.
Fast och flytande elektrolyt
I ett batteri rör sig den elektriska laddningen (till exempel i form av litiumjoner) mellan batteriets poler genom en elektriskt ledande substans – en så kallad elektrolyt.
I litiumjonbatterier är elektrolyten flytande och innehåller miljö- eller brandfarlig vätska.
I fasta litiumbatterier är elektrolyten i stället i fast form (så kallad solid state) vilket ökar säkerheten.
