Instagram

Facebook

Bredbart mellanlager kan stabilisera framtidens solid state-batterier


2020-05-19

Mellanlagret gör att battericellen blir betydligt mer stabil och därför klarar hög strömtäthet. Det är också avgörande att det är så enkelt att breda ut den mjuka massan på litummetallen i batteriet. Det är lika lätt som att bre smör på en smörgås.
Bild: Yen Strandqvist/Chalmers
Mellanlagret gör att battericellen blir betydligt mer stabil och därför klarar hög strömtäthet. Det är också avgörande att det är så enkelt att breda ut den mjuka massan på litummetallen i batteriet. Det är lika lätt som att bre smör på en smörgås.

Aleksandar Matic och Shizhao Xiong i batterlabbet på Chalmers
Bild: Mia Halleröd Palmgren/Chalmers
Aleksandar Matic och Shizhao Xiong i batterlabbet på Chalmers

Shizhao Xiong på institutionen för fysik på Chalmers.
Bild: Mia Halleröd Palmgren/Chalmers
Shizhao Xiong på institutionen för fysik på Chalmers.

Aleksandar Matic, professor på institutionen för fysik på Chalmers.
Bild: Mia Halleröd Palmgren/Chalmers
Aleksandar Matic, professor på institutionen för fysik på Chalmers.

Bilindustrin storsatsar på att eldrivna fordon ska drivas med så kallade solid state-batterier. Nu presenterar forskare på Chalmers och Xi’an Jiaotong-universitetet i Kina ett sätt som tar det lovande batterikonceptet närmare en storskalig produktion. Med hjälp av ett bredbart mellanlager i batteriet blir strömtätheten tio gånger så hög, samtidigt som både prestandan och säkerheten förbättras markant.

De nya resultaten presenterades nyligen i den ansedda vetenskapliga tidskriften Advanced Functional Materials.

– Mellanlagret gör att battericellen blir betydligt mer stabil och därför klarar hög strömtäthet. Det är också avgörande att det är så enkelt att breda ut den mjuka massan på litummetallen i batteriet. Det är lika lätt som att bre smör på en smörgås, säger forskaren Shizhao Xiong på institutionen för fysik på Chalmers.

Han har under lång tid arbetat tillsammans med Chalmersprofessor Aleksandar Matic och Professor Songs forskargrupp i Xi’an för att få fram ett lämpligt mellanlager till det batterikoncept som tros kunna revolutionera våra transporter. Till skillnad från dagens litiumjonbatterier har solid state-batterier en fast elektrolyt och innehåller därför ingen miljö- eller brandfarlig vätska.

Mycket förenklat kan ett solid state-batteri liknas vid en torr macka. Ett lager av metallen litium fungerar som brödskiva och ovanpå läggs ett keramiskt ämne som fungerar som pålägg. Det hårda pålägget är batteriets fasta elektrolyt som ska transportera jonerna mellan batteriets plus och minuspoler. Den torra smörgåsen har inte bara svårt att hålla ihop på ett bra sätt, den bjuder också på allvarliga former av skav mellan bröd och pålägg. Ett stort antal forskare runtom i världen arbetar därför med att ta fram lämpliga mellanlager som kan förbättra egenskaperna, öka strömtätheten och höja säkerheten.

Den bredbara massa som forskarna i Göteborg och Xi’an nu presenterar fungerar som ett supersmör. Massan består av nanopartiklar av den keramiska elektrolytens material, LAGP, som har blandats med en jonisk vätska som kapslar in nanopartiklarna och gör mellanlagret mjukt och skyddande. Massan har ungefär samma konsistens som kylskåpskallt smör, fyller flera funktioner och breds på med hjälp av ett enkelt verktyg.

Även om solid state-batteriernas potential är mycket välkänd, saknas det än så länge ett etablerat sätt att få dem tillräckligt stabila, speciellt vid hög strömtäthet när man tar ut mycket energi snabbt ur en battericell. Chalmersforskarna ser en stor potential i det nya mellanlagret.

– Det här är ett viktigt steg på vägen mot att storskaligt kunna tillverka kostnadseffektiva, säkra och miljövänliga batterier som levererar hög kapacitet och kan laddas upp och ur i snabb takt, säger Aleksandar Matic, professor på institutionen för fysik på Chalmers.

Han spår att solid state-batterier kommer att finnas på marknaden inom fem år.


Fördjupande läsning:
Läs den vetenskapliga artikeln ”Design of a Multifunctional Interlayer for NASCION Based Solid State Li Metal Batteries” i Advanced Functional Materials.

Artikeln är skriven av Shizhao Xiong, Yangyang Liu, Piotr Jankowski, Qiao Liu, Florian Nitze, Kai Xie, Jiangxuan Song och Aleksandar Matic. Forskarna är verksamma vid Chalmers tekniska högskola, Xi'an Jiaotong University, Kina, Danmarks tekniska universitet och National University of Defense Technology, Changsha, Hunan, Kina.




Källa: Chalmers tekniska högskola


Tipsa en vn Skriv ut





Energiföretagen kommenterar: Elmarknadsutredningen har överlämnat sitt betänkande

Den 24 april överlämnade Elmarknadsutredningen sitt betänkande till regeringen....

Läs mer
flamkontroll
Kraftvärmeverket på Torsvik hanterar avfall från både hushåll och verksamheter. En anläggning som tar hand om restavfall som inte går att återvinna.

Ökade utsläpp från Jönköping Energi – flera faktorer bakom förändringen

Jönköping Energi stod under 2024 för en stor andel av Jönköpings läns...

Läs mer
Fredrik Engström (vänster i bild) blir ny chef för Värme & Kyla på Luleå Energi. Samtidigt kliver den tidigare chefen, Magnus Johansson (höger i bild), in i sin nya roll som projektchef för projektet Framtidens fjärrvärme.

Projektet Framtidens fjärrvärme går in i ny fas

Luleå Energi tillsätter Fredrik Engström som ny chef för Värme &...

Läs mer


Elektronikmässan 2025 – Över 85 produktnyheter och 600 produkter visas upp i Stockholm

Elektronikmässan 2025, som äger rum den 2–3 april på Kistamässan, blir...

Läs mer
Linda Östberg på plats i kraftvärmeverket Heden 3 i Karlstad.

Karlstads Energi i miljonsatsning på forskning för ett robust och hållbart energisystem

Karlstads Energi och 19 andra energiföretag från hela landet satsar nu 16 miljoner...

Läs mer
<span>Bilden visar ett layoutförslag för hur ett nytt kraftvärmeverk skulle kunna se ut. Illustration från Hedemora Energi.</span>

Hedemora Energi satsar på nytt kraftvärmeverk

Hedemora Energi undersöker möjligheterna att bygga ett nytt kraftvärmeverk. FVB har...

Läs mer


Nya F372 med ny design och myUplink

Nu uppdaterar vi en av våra främsta trotjänare med ny design och myUplink för...

Läs mer
<span>Luleå Energi har arbetat systematiskt för att minska överkonsumtion av fjärrvärmeflöde i fjärrvärmenätet. </span>

Handbok för sänkta fjärrvärmetemperaturer

Att sänka temperaturen i fjärrvärmesystemet är ekonomisk lönsamt, men...

Läs mer
En av de anläggningar som affärsenheten byggt.

Eitech Reservkraft blir Omexom Reservkraft från och med 1 januari 2025

Den 1 januari 2025 byter Eitech Reservkraft namn till Omexom Reservkraft. Namnbytet är en del...

Läs mer
<span>Ministern för civilt försvar, Carl-Oskar Bohlin, fick en rundvandring i bergrummet tillsammans med Stefan Winkler från FVB och Ivette Farias, projektledare på Mälarenergi.</span>

Energilagring i världsklass – Mälarenergi visar vägen

I slutet av december kommer världens största energilager – som ligger i Vä...

Läs mer
Del av Telias mobilbasstation i Roslagen

Telia och PTS genombrott: flera månaders reservkraft på mobilbasstation med vätgas som en av flera hållbara energikällor

I ett pilotprojekt på en mobilbasstation i Roslagen har Telia och Post- och Telestyrelsen...

Läs mer


Linde energi släpper energiapp

Energi är centralt i våra liv. Vi använder el till allt från att koka grö...

Läs mer
Energiklappen 2024

Nominera kandidater till Energiklappen 2024

För femte året i rad presenterar nu Linde energi ”Energiklappen 2024”. ...

Läs mer


Adven förvärvar Österlens Kraft Fjärrvärme AB

Nu står det klart att Österlens Kraft Fjärrvärme AB blir en del av...

Läs mer


Energiomställning: likströmmen kommer tillbaka

För första gången: VINCI Energies regionala huvudkontor i Lille, i Frankrike, drar...

Läs mer


NorthStarH2 tar ett viktigt steg framåt – Uniper och Jämtkraft tecknar nätanslutningsavtal

Uniper är fast beslutna att ta projektet NorthStarH2 vidare och den planerade tillverkningen...

Läs mer


NorthStarH2 tar ett viktigt steg framåt – Uniper och Jämtkraft tecknar nätanslutningsavtal

Uniper är fast beslutna att ta projektet NorthStarH2 vidare och den planerade tillverkningen...

Läs mer


Enklare för bolag att köpa grön energi med ny plattform

I dag lanseras Whelma.se, en öppen elmarknadsplats där företag kan köpa fö...

Läs mer
<span>Slitefabriken</span>

Heidelberg Materials inleder projektförberedande insatser för Slite CCS med stöd av Fonden för en rättvis omställning

Heidelberg Materials går vidare med projektförberedande insatser för Slite CCS, en...

Läs mer
Mest lästa

Palgo

BK Services

ramab

Ketherm

Härnösands kommun heta utbildningar

BVM

Baywa

Nordheat

Vindkraftcentrum

KL Industri 250

OKQ8

Markavtal

KTR

Elmässan 2
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se