Ny uge, nyt batteri. Nu elektroder lavet af nanopartikler af mangan og titaniumoxider i stedet for kobolt og nikkel

Forskere fra University of Yokohama (Japan) offentliggjorde en forskningsartikel om celler, hvor kobolt (Co) og nikkel (Ni) blev erstattet af oxider af titanium (Ti) og mangan (Mn), knust til et niveau, hvor partikelstørrelsen er målt i hundredvis. nanometer. Cellerne skal være billigere at fremstille og have en kapacitet, der kan sammenlignes med eller bedre end nutidens lithium-ion-celler.

Fraværet af kobolt og nikkel i lithium-ion-batterier betyder lavere omkostninger.

indholdsfortegnelse

• Fraværet af kobolt og nikkel i lithium-ion-batterier betyder lavere omkostninger.
  • Hvad er opnået i Japan?

Typiske lithium-ion-celler fremstilles ved hjælp af flere forskellige teknologier og forskellige sæt celler og kemiske forbindelser, der anvendes i katoden. De vigtigste typer er:

• NCM eller NMC - dvs. baseret på nikkel-cobolt-mangan katode; de bruges af de fleste elbilsproducenter,
• NKA - dvs. baseret på nikkel-kobolt-aluminium katode; Tesla bruger dem
• LFP - baseret på jernfosfater; BYD bruger dem, nogle andre kinesiske mærker bruger dem i busser,
• LCO - baseret på koboltoxider; vi kender ikke en bilproducent, der ville bruge dem, men de optræder i elektronik,
• LMO'er - dvs. baseret på manganoxider.

Adskillelse forenkles ved tilstedeværelsen af ​​links, der forbinder teknologier (for eksempel NCMA). Derudover er katoden ikke alt, der er også en elektrolyt og en anode.

> Samsung SDI med lithium-ion-batteri: i dag grafit, snart silicium, snart lithium-metalceller og en rækkevidde på 360-420 km i BMW i3

Hovedmålet med det meste af forskningen i lithium-ion-celler er at øge deres kapacitet (energitæthed), driftssikkerhed og opladningshastighed og samtidig forlænge deres levetid. samtidig med at omkostningerne reduceres. De største omkostningsbesparelser kommer fra at slippe af med kobolt og nikkel, de to dyreste grundstoffer, fra cellerne. Kobolt er især problematisk, fordi det primært udvindes i Afrika, ofte ved hjælp af børn.

De mest avancerede producenter i dag er gået over til enkeltcifrede (Tesla: 3 procent) eller mindre end 10 procent.

Hvad er opnået i Japan?

Det hævder Yokohama-forskere det lykkedes dem fuldstændigt at erstatte kobolt og nikkel med titanium og mangan. For at øge elektrodernes kapacitans jordede de nogle oxider (sandsynligvis mangan og titanium), så deres partikler var flere hundrede nanometer store. Slibning er en almindeligt anvendt metode, fordi den, givet materialets volumen, maksimerer materialets overfladeareal.

Desuden, jo større overfladearealet er, jo flere afkroge i designet, jo større er elektrodens kapacitans.

Udgivelsen viser, at det er lykkedes for forskere at skabe en prototypecelle med lovende egenskaber, og de leder nu efter partnere i produktionsvirksomheder. Det næste trin vil være en massetest af deres udholdenhed, efterfulgt af et forsøg på masseproduktion. Hvis deres parametre er lovende, de vil tidligst nå elbiler i 2025..

Dette kan interessere dig: