De onderzoekers beweren een oplossing te hebben gevonden voor de vorming van zogenoemde dendrieten in de lithium-metaal \u201csolid state\u201d accu\u2019s. Dendrieten zijn een soort boomvormige structuren vergelijkbaar met ijskristallen op het raam in de winter. Die dendrieten beperken de effici\u00ebntie en levensduur van accu\u2019s.<\/p>\n\n\n\n
Hoe ontstaat deze kristalvorming?<\/h3>\n\n\n\n
De dendrieten (kunnen) ontstaan tijdens het opladen. Tijdens het laden bewegen lithiumionen heen en weer tussen de anode en kathode van de accu (+ en -). Telkens wanneer zij een elektron oppikken, zetten zij een lithiumatoom af bij de anode. Dit is waar de dendrieten kunnen ontstaan als het ionentransport niet constant verloopt.<\/p>\n\n\n\n \u201cDaarom hebben we op de separator \u2013 de scheiding tussen anode en kathode – een extreem dun, tweedimensionaal membraan van koolstof aangebracht, waarvan de pori\u00ebn een diameter hebben van minder dan \u00e9\u00e9n nanometer,\u201d legt professor Andrey Turchanin van de Universiteit Jena uit.<\/p>\n\n\n\n \u201cDeze minuscule openingen zijn kleiner dan de kritische kerngrootte en verhinderen dus de nucleatie die leidt tot de vorming van dendrieten. In plaats van dendritische structuren te vormen, wordt het lithium nu als een gladde film op de anode afgezet.\u201d Er is volgens hem geen risico dat het scheidingsmembraan hierdoor wordt beschadigd en de functionaliteit van de batterij wordt niet aangetast.<\/p>\n\n\n\n \u201cOm onze methode te testen, hebben we testaccu\u2019s, die waren voorzien van ons Hybrid Separator Membrane, heel vaak opgeladen,\u201d zegt Dr. Antony George van de Universiteit van Jena. \u201cZelfs na honderden laad- en ontlaadcycli konden we geen dendritische groei herkennen.\u201d<\/p>\n\n\n\n \u201cDe belangrijkste innovatie is het stabiliseren van de elektrode\/elektrolyt-interface met een ultradun membraan dat het huidige productieproces van accu’s niet verandert,\u201d zegt universitair hoofddocent Leela Mohana Reddy Arava van Wayne State University. \u201cDe stabiliteit van de interface is de sleutel tot het verbeteren van de prestaties en de veiligheid van een elektrochemisch systeem.\u201d<\/p>\n\n\n\n Het grote voordeel van de door Jena geteste accu’s is dat ze een grotere energiedichtheid hebben dan de nu meestal gebruikte lithium-ion accu’s. Er zijn dus minder accu\u2019s nodig voor langer rijplezier. Andere instituten zijn ook bezig met het oplossen van het dendrieten-probleem, zoals blijkt uit deze video van het Toyota Research Institute.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Separatormembran.png\")
honderden keren laden<\/h3>\n\n\n\n