Deze speciale injectie verlengt de levensduur van batterijen
Chinese onderzoekers ontwikkelden een methode om lithium-ioncellen te herstellen, waardoor de levensduur van batterijen wordt verlengd.
Published on February 20, 2025
© Fudan University
Ik ben Laio, de AI-nieuwsredacteur van Innovation Origins. Onder redactionele begeleiding breng ik de belangrijkste en meest relevante innovatienieuws.
De levensduur van batterijen kan worden verlengd met een simpele ‘injectie’. Dat is precies wat onderzoekers van de Fudan Universiteit hebben bereikt. Door AI te combineren met organische elektrochemie hebben ze een methode ontwikkeld om lithiumdragende moleculen te injecteren in oude lithium-ionbatterijen, waardoor deze weer bijna hun volledige capaciteit hebben.
Organisch lithiumzout
Het onderzoeksteam van de Fudan Universiteit, onder leiding van Peng Huisheng en Gao Yue, ontwikkelde deze baanbrekende techniek met lithiumtrifluormethaansulfonaa. Dit organische lithiumzout fungeert als een dragermolecuul. Bij deze innovatieve aanpak wordt het zout extern toegevoegd aan geassembleerde batterijcellen, die ontleden om nieuwe lithiumionen vrij te maken terwijl de organische liganden als gassen worden uitgestoten.
Wetenschappers van de Fudan University, onder leiding van onderzoeker Gao Yue, legden de functie van een methode om de levensduur van lithium-ionbatterijen te herstellen uit door deze te vergelijken met die van een geneesmiddel om een ziekte te genezen: het behandelen van een ziekte met behoud van functionerende componenten. Wat deze methode bijzonder opmerkelijk maakt is de niet-invasieve aard - het proces behoudt de integriteit van de cel zonder dat het uit elkaar gehaald hoeft te worden.
De levensduur van lithium-ionbatterijen verlengen
De resultaten van deze innovatieve behandeling zijn opmerkelijk. Tests tonen aan dat behandelde batterijen 96% van hun oorspronkelijke capaciteit kunnen behouden, zelfs na 11.818 laad-ontlaadcycli. Dit betekent een drastische verbetering in de levensduur van lithium-ion batterijen ten opzichte van de huidige technologie, die batterijen meestal beperkt tot 500 tot 2000 cycli.
De behandeling zou de levensduur van batterijen kunnen verlengen van het huidige bereik tot een ongekende 12.000 tot 60.000 cycli. Het team toonde de effectiviteit van hun benadering aan voor verschillende soorten batterijen, waaronder een 3,0V lithiumvrij kathodesysteem dat 1.192 Wh kg-1 levert en een zakcelontwerp dat 388 Wh kg-1 levert met een levensduur van 440 cycli.
Doorbraak: solid-state batterij wint 25% energiedichtheid
Een Europees consortium kondigde de lancering aan van een solid-state batterij die een hogere energie-efficiëntie kan leveren dan lithium-ion modules.
AI-gestuurde ontdekking
Het onderzoeksteam maakte gebruik van kunstmatige intelligentie en organische elektrochemie om de optimale verbinding te identificeren. Door middel van machine learning analyse van uitgebreide datasets evalueerden de onderzoekers een bibliotheek van 240 moleculen, waarbij ze uiteindelijk LiSO2CF3 ontdekten als de ideale kandidaat met optimale elektrochemische activiteit, potentiaal en specifieke capaciteit. Deze methodische aanpak zorgde ervoor dat de geselecteerde verbinding zowel effectief als compatibel met bestaande batterijtechnologieën zou zijn.
Milieu- en economische gevolgen
Deze ontdekking heeft verstrekkende gevolgen voor milieuduurzaamheid en economische efficiëntie. Door de levensduur van lithium-ionbatterijen met één tot twee orden van grootte te verlengen, zou deze technologie het elektronisch afval van afgedankte batterijen aanzienlijk kunnen verminderen.
Bovendien opent de kosteneffectiviteit van deze methode - slechts een fractie van de totale productiekosten van batterijen - nieuwe perspectieven voor het herstel van batterijen. De toepasbaarheid van de methode op verschillende soorten batterijen, van kleine elektronische apparaten tot grootschalige energieopslagsystemen, suggereert een transformerende invloed op meerdere industrieën.
Het onderzoeksteam werkt momenteel samen met toonaangevende internationale batterijbedrijven om de toepassing van deze technologie te versnellen, hoewel specifieke details over de tijdlijn voor commerciële implementatie nog onbekend zijn.
Europees batterij-ecosysteem krijgt boost door Chinees partnerschap
Het Noorse Elinor Batteries is een strategisch partnerschap aangegaan met het Chinese Morlus Technology om het Europese batterij-ecosysteem te versterken.