UCLouvains forskare upptäckte ett nytt högpresterande och säkert batterimaterial (LTPS) som kan påskynda laddning och urladdning till en nivå som aldrig observerats hittills. Kredit:University of Louvain (UCLouvain)
Förnybara energikällor som vind eller solceller är intermittenta; Produktionstoppar följer inte nödvändigtvis efterfrågetopparna. Lagring av grön energi är därför avgörande för att komma bort från fossila bränslen. Den energi som produceras av solceller och vindkraft lagras för att användas senare vid behov.
Li-ion-tekniken är för närvarande den bäst presterande tekniken för energilagring baserad på batterier. Li-ion-batterier används i liten elektronik (smarttelefoner, bärbara datorer) och är de bästa alternativen för elbilar. Deras nackdel? Li-ion-batterier kan fatta eld, till exempel, på grund av tillverkningsproblem. Detta beror delvis på användningen av flytande organiska elektrolyter i nuvarande batterier. Dessa organiska elektrolyter är nödvändiga för batteriet, men mycket brandfarligt.
Lösningen? Byte från en flytande brandfarlig elektrolyt till en fast substans (d.v.s. går över till helsolid-state-batterier). Detta är ett mycket svårt steg, eftersom litiumjoner i fasta ämnen är mindre rörliga än i vätskor. Denna lägre rörlighet begränsar batteriets prestanda när det gäller laddning och urladdningshastighet.
Forskare har letat efter material som kan möjliggöra helsolid-state-batterier. Forskare från UCLouvain har nu upptäckt ett sådant material, LiTi 2 (PS 4 ) 3 , eller LTPS. LTPS har den högsta litiumdiffusionskoefficienten (ett direkt mått på litiumrörlighet) som någonsin uppmätts i ett fast ämne. LTPS visar en diffusionskoefficient som är mycket högre än något känt material. Resultaten publiceras i Chem .
Denna litiumrörlighet kommer direkt från den unika kristallstrukturen (dvs. arrangemanget av atomer) av LTPS. Denna mekanism öppnar nya perspektiv inom området litiumjonledare, och bortom LTPS, öppnar en väg mot sökandet efter nya material med liknande diffusionsmekanismer. Ytterligare studier och förbättringar av materialet krävs för att möjliggöra dess framtida kommersialisering. Denna upptäckt är ändå ett viktigt steg i förståelsen av material med extremt hög litiumjonrörlighet, som i slutändan behövs för framtidens hel-solid-state-batterier. Dessa material, inklusive LTPS, kan användas i många tekniker, från bilar till smartphones.
