Batterier laget av litiumsulfid og silisium kan bli litiumionebatterienes avløsere. Men først må en rekke utfordringer løses.
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.

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå