Forskare levererar ett litium-syrebatteri som håller längre

Kategori: Klimatförändring Postad 23 aug

Att packa mer energi i batterier är nyckeln till att leverera elbilar med längre räckvidd, smartphones som kan hålla dagar – och billigare elektroniska produkter runt om.

Löftet: Litium-syrebatterier representerar en av de mer lovande vägarna mot det målet. De kan öka energitätheten med en storleksordning över konventionella litiumjonbatterier - åtminstone i teorin. I en papper publiceras idag i Vetenskap , identifierade forskare vid University of Waterloo sätt att ta itu med några av de stora hindren för att omvandla den potentialen till kommersiell verklighet.

Utmaningen: Ett kritiskt problem har varit att när ett litium-syrebatteri laddas ur, omvandlas syre till superoxid och sedan litiumperoxid, reaktiva föreningar som korroderar batteriets komponenter över tiden. Det begränsar i sin tur dess laddningsförmåga – och alla verkliga verktyg.

Förskottet: För att komma runt problemet bytte forskare från en kolkatod till en gjord av nickeloxid och stödd av ett rostfritt stålnät. De använde också smält salt för elektrolyten – den del av batteriet som tillåter positivt laddade joner att röra sig mellan elektroderna – och höjde batteriets driftstemperatur till 150 ˚C.

Dessa steg gjorde det möjligt att uppnå ungefär tre gånger så många laddningscykler som tidigare litium-syreinsatser. Forskarna lyckades också öka energin per massenhet med mer än 50 procent.

Denna upptäckt belyser enorma möjligheter .... att möjliggöra ny batteriteknologi som potentiellt kan konkurrera med litiumjonbatterier och andra lagringsteknologier, skriver MIT-forskare i ett tillhörande stycke .

Vänta på det ... : Men framstegen på batteriområdet går otroligt långsamt och det tar många år för lovande framsteg i labbet att flytta in på den kommersiella arenan (se Advance fördubblar livslängden för högenergibatterier för elbilar.) I synnerhet skulle dessa batterier fortfarande behövas att uppnå mycket fler livscykler för att konkurrera med produkter på marknaden idag.

Linda Nazar , en medförfattare till studien, betonar att forskarna inte har tillhandahållit en praktisk design för kommersiell produktion av litium-syrebatterier, som hon säger är mer än 15 år bort.

Vi kan vara oändliga från kommersialisering – eftersom vårt batteri är designat – men ännu viktigare kommer detta koncept förhoppningsvis att leda till nya konstruktioner som kan ta oss dit, sa hon i ett e-postmeddelande.