Verdubbeling capaciteit accu in zicht

Tot nog toe was het onmogelijk om lithium ook in de anode van een accu toe te passen. Het materiaal heeft de eigenschap om daar tijdens het onvermijdelijke uitzetten en krimpen bij laden en ontladen dendritische en mosachtige vervormingen te ondergaan die de capaciteit snel doen afnemen en het risico op oververhitting onacceptabel groot maken. Vandaar dat in Lithium-ionbatterijen - de naam zegt het al - het lithium alleen fungeert als leverancier van ionen.

Redactie AG ConnectMeer van deze auteur

Koolostofkapje dekt lithiumanode af

Onderzoekers van de Stanford universiteit hebben een methode ontwikkeld om dat ongereguleerde gedrag van lithium te beteugelen. Daartoe dekken ze de anode af met een laagje amorf koolstof dat mee kan bewegen met de vervormingen die een anode ondergaat. Dat laagje voorkomt dat het lithium de ongewenste vormveranderingen ondergaat die toepassing ervan in de anode in de weg staan.

De onderzoekers hebben hun methode getest door in een proefopstelling 150 maal te laden en ontladen. Daarbij was in de anode geen enkele vormverandering te zien, waar zonder zo'n koolstofkapje een lithiumanode al na 50 cycli problematische structuurveranderingen laat zien. Het door de onderzoekers ontwikkelde amorfe koolstoflaagje groeit en krimpt probleemloos mee met de anode, en reageert niet met de electrolyt. Daarmee is ook de (brand)veiligheid van toepassing van lithium in de anode geborgd

Nog wat werk te doen

Daarmee zijn niet alle problemen opgelost. De onderzoekers moeten nog aantonen dat hun structuur bestand is tegen hoge laadstromen die bijvoorbeeld bij smartphone-accu's gebruikelijk zijn. Ook is de 'coulombische efficiëntie' in hun ogen nog niet hoog genoeg. Die verhouding tussen input-lading en output moet boven de 99,9 procent liggen; op dit moment is dat nog 99 procent.