Zuid Koreaanse onderzoekers lossen hardnekkig batterijprobleem op met verrassend materiaal

In dit artikel:

Zuid-Koreaanse onderzoekers van Sungkyunkwan University en Seoul National University ontwikkelden een nieuwe polymeerbinder voor lithium-ionbatterijen. Deze ‘lijm’ houdt de actieve materialen in batterijelektroden bij elkaar en zorgt voor een goede verbinding met de stroomcollector. De resultaten verschenen in Nature Communications.

De binder, Dual Acting Hybrid Polymer (DHP), combineert elastisch spandex met polyacrylzuur. Spandex helpt scheuren voorkomen wanneer een elektrode tijdens het laden en ontladen uitzet en krimpt, terwijl polyacrylzuur sterke chemische verbindingen vormt met de batterijmaterialen. Ook ontstaat tijdens de eerste laadcycli een beschermlaag die het transport van lithiumionen bevordert.

Dankzij de nieuwe binder kunnen dikkere elektroden worden gemaakt. Daarin past meer actief materiaal, waardoor batterijen meer energie kunnen opslaan zonder groter of zwaarder te worden. Dat kan de actieradius en levensduur van elektrische auto’s vergroten. In laboratoriumtests was de hechting bijna twee keer zo sterk als bij de gangbare PVDF-binder. Pouchcellen met DHP behielden na meer dan 200 laadcycli 86,8 procent van hun oorspronkelijke capaciteit, terwijl cellen met PVDF al na ongeveer 95 cycli sterk waren achteruitgegaan.

De resultaten zijn veelbelovend, maar langdurige tests met duizenden laadcycli zijn nog nodig. Een belangrijk voordeel is dat fabrikanten de binder volgens de onderzoekers kunnen inzetten in bestaande natte productieprocessen. Daardoor zouden geen compleet nieuwe fabrieken of productielijnen nodig zijn, wat commerciële toepassing kan versnellen.