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





Tillförlitlig strömförsörjning med nya kompakta nätaggregat från Schneider Electric

De nya nätaggregaten i serien Modicon Power Supplies från Schneider Electric tar upp...

Läs mer
Laddkabeln eConnect - utvecklad för nordiska förhållanden.

Defa lanserar användarvänlig laddkabel för extrema klimat

Laddkabeln eConnect är utvecklad för att ge högre prestanda, användarvä...

Läs mer

Solceller bland nyheterna i Arkitektens handbok

Omslaget till Arkitektens handbok 2021.

Mängden solenergi som når jordens yta under en timme motsvarar på ett ungefär...

Läs mer
Test ellastbil i arktiskt klimat.

Eldriven tung lastbil utmanar arktiskt klimat

Fungerar eldrift av tunga lastbilar i minus 44 grader? Nu samverkar Kaunis Iron med Vattenfall,...

Läs mer
WAGOs DIN-Rail-nätaggregat från Pro 2-serien kan utvidgas med en kommunikationsmodul för datautväxling via en PLC eller IoT-gateway.

Strömförsörjningsserien Pro 2 från Wago finns nu hos Conrad

Conrads produktsortiment på Conrad Sourcing Platform omfattar nu de två avancerade...

Läs mer


GAROs lanserar miljöanpassade kabelskåp färdiganpassade för belysning och fördelning

GAROs kabelskåp av det miljöanpassade och självläkande materialet Magnelis har...

Läs mer
Sandra <span data-contrast=\

Jämtkraft först ut med krypterad och säker elproduktion

För att minska risken för digitala intrång i vattenkraftstationer och annan...

Läs mer
Sören Kling, produktchef för installationsprodukter på ABB.

ABB tar hem priset för Bästa Elnyhet för andra året i rad

Tävlingsbidraget doslock av återvunnen plast gick hem både hos den digitala...

Läs mer
WATT en lätt och smidig isolerade arbetssko från Giasco för elektriker med helgjuten 3-skitssula.

Nyhet:

Ny typ av isolerande arbetssko för elektriker

WATT är en helt ny typ av 20 kV isolerande arbetsskor från Giasco Safety Shoes som ä...

Läs mer
Så här kommer det se ut när elflygplanet färdas bland molnen (bilden är en illsutration).

Heart Aerospace presenterar världsledande elektrisk drivlina

I dag presenterar Heart Aerospace för första gången den elektriska drivlina som...

Läs mer
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
Mest lästa

Implementa

Palgo

Rörkraft

Jämtvind

BK Services

Ketherm

Deutsche-windtechnik

Rekakabel

Vindteknikk

Härnösands kommun heta utbildningar

BVM

Baywa

connected wind

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