Batterier laget av litiumsulfid og silisium kan bli litiumionebatterienes avløsere. Men først må en rekke utfordringer løses. (Bilde: Colourbox)

På sporet av bedre batterier

  • t2

Forskere ved Stanford University i USA utviklet allerede i 2007 en silisiumanode som hadde 10 ganger så høy kapasitet som vanlige litiumionebatterier.

Da var utfordringen å lage en katode som kunne lagre like tett med elektroner.

Svovel

Nå mener forskerne å ha funnet svaret - en litiumsulfidkatode med 10 ganger så høy energitetthet som litiumionekatoder. Forskningen er gjengitt i tidsskriftet Nano Letters.

Sammen kan silisiumanodene og litiumsulfidkatodene skape et batteri som har fire ganger så høy kapasitet som vanlige litiumionebatterier, mener de.

I tillegg er slike batterier langt sikrere enn litiumionevariantene, som i noen tilfeller kan eksplodere på grunn av en kortslutning forårsaket av litiummetallet.

Utladet

Foreløpig har forskerne klart å lage et batteri som har 80 prosent høyere kapasitet, men mener altså å kunne øke dette til fire ganger så mye ved optimisering av elektrodene.

Men den nye teknologien er foreløpig ikke uten sine barnesykdommer.

Etter fem utlading- og oppladingssykluser hadde battericellene mistet en tredjedel av den opprinnelige kapasiteten, og etter 40-50 sykluser var de helt ubrukelige.

Ikke konkurransedyktig

Det skyldes såkalte polysulfider, som dannes i prosessen og "forgifter" batteriet om de får lov til å løse seg i batterivæsken.

– Dette er et enormt problem. Vi gjør stor fremgang, men vi er definitivt ikke der at vi kan konkurrere med dagens teknologi på batterilevetid, sier Yi Cui, professor i materialteknologi ved Stanford, til Technology Review.

For å kunne konkurrere med litiumionebatterier må batteriene kunne overleve 300-500 ladesykluser for bruk i forbrukerteknologiapparater, og helst 1000 sykluser for bruk i kjøretøyer, påpeker han.

Reagerer

Problematisk er også det faktum at litiumsulfid er svært ustabilt i kontakt med luft.

Så langt er katodene holdt i en lukket beholder fylt med argon-gass, et miljø som er vanskelig å gjenskape i storskalaproduksjon, sier fysikk- og kjemiprofessor Jeffrey Dahn ved Dalhousie University i Canada.