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


Skriv ut



Nya tänger från Bacho med ett säkert grepp.

Nya grepp när Bahco presenterar nya och uppdaterade Ergo-tänger

Nu förnyar och uppdaterar Bahco sitt sortiment med Ergo-tänger. Genom anvä...

Läs mer
Arbetsskorna Franklin och Tesla är 20 kV isolerande från Giasco Safety Shoes.

Säkra och bekväma 1000 V-isolerande arbetsskor för elektriker

Euro Energy Components breddar sortiment med säkerhetsprodukter och introducerar ...

Läs mer
Nu är FVB delaktiga i fler kurser vid Mittuniversitetet.

Utökat samarbete med Mittuniversitetet

Mittuniversitetet utökar sitt samarbete med FVB. Det innebär att ännu fler studenter...

Läs mer
Den nya kylformen för AXW medför en jämnare temperatur i motorn.

ABB:s nya vattenkylda växelströmsmotorer AXW erbjuder högre effekttäthet och mindre underhåll

De nya vattenkylda motorerna AXW 315 och 400 IEC levererar i genomsnitt 40 procent mer effekt ä...

Läs mer
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.

Bredbart mellanlager kan stabilisera framtidens solid state-batterier

Bilindustrin storsatsar på att eldrivna fordon ska drivas med så kallade solid...

Läs mer


Viktiga standarder för ångturbiner under omarbetning

De internationella standarderna för garantiprovning av ångturbiner håller på...

Läs mer
Den blå är den polymer som donerar elektroner medan den röda är det material som tar upp elektroner. Inget av dem är ledande i sin grundform, när de blandas samman övergår elektroner automatiskt från den blå donatorpolymeren till den röda acceptor-polymeren. Resultatet är fria rörliga laddningar i båda polymererna.

Här är framtidens bläck för tryckt elektronik

Genom att blanda två polymerer med olika egenskaper har en grupp forskare, under ledning av...

Läs mer
dQuality 3.0 visar spänningsändringar.

Bättre koll på elkvaliteten med dLabs uppdaterade tjänst

I dagens uppkopplade samhälle krävs god elkvalitet för att all elektronisk...

Läs mer
Den ledande tillverkaren av arbetsbelysning, Milwaukee Tool, fortsätter att utöka det snabbt växande produktsortimentet inom personlig belysning med ett antal nya pannlampslösningar.

Nya pannlampslösningar från Milwaukee

Det nya sortimentet omfattar två nya laddningsbara lampor – en banbrytande...

Läs mer

GARO lanserar ny egenutvecklad snabbladdare


GARO lanserar nu en ny snabbladdare, egenutvecklad i Sverige, för den europeiska marknaden....

Läs mer


Powerbox lanserar kraftenhet med hög energitoppkapacitet för applikationer med medicinsk laser

Powerbox lanserar en ny strömförsörjningslösning för laster med...

Läs mer
Ekodesign för alla branscher i ny standard.

Ekodesign för alla branscher i ny standard

Den nya standarden för miljömedveten konstruktion vänder sig till alla branscher....

Läs mer


Vilket klimat behöver min produkt klara?

Där mina produkter ska användas – vilka klimatförhållanden råder...

Läs mer
Sven-Olof Bernhoff, VD Skånefrö AB.

Skånefrö har Sveriges första EBC-certifierade biokol

Biokol är på stark frammarsch med ökande behov av klimatpositiva lösningar....

Läs mer


Schneider Electric lanserar nästa generation av plattformen EcoStruxure™ Power

Schneider Electric, ledande inom digital transformation av energihantering och automatisering,...

Läs mer


Revolutionerande ställverk från ABB med banbrytande teknik för nästa generations eldistribution

Lågspänningsställverket NeoGear™ är ett tekniskt genombrott från...

Läs mer

Biogas – ett område där Sverige kan bidra till en hållbar värld

Mats Eklund, professor och föreståndare för Biogas Research center.

Biogasområdet är ett av de få områden där utvecklingen i Sverige spelar...

Läs mer


Elinstallationer för både produktion och förbrukning

Elinstallationsreglerna, standarden SS 436 40 00, beskriver ju regler för projektering,...

Läs mer

Ny golvvärmeapp demas på Elmässan i Stockholm

nVent RAYCHEM demonstrerar nya appen Install PRO360 på Elmässan i Stockholm. Appen lagrar och ger en översikt över alla uppgifter en elinstallatör behöver spara om sina utförda golvvärmeinstallationer.

nVent RAYCHEM fortsätter visa upp sina digitala nyheter – härnäst på...

Läs mer
Mest lästa

Implementa

Palgo

Osby Parca / Enertech AB

Contub360

WPS

Rörkraft

Ramab

Jämtvind

BK Services

Ketherm

TTM Energi

Blade solutions

Vindteknikk

Härnösands kommun

BVM

Vägtransportledarna Norr

Baywa

ppam

connected wind

Nordheat

Energi service
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