Het is mogelijk om een ​​lithium-ionbatterij te produceren die men in slechts enkele minuten kan opladen, maar toch op een hoge capaciteit kan werken. Dat zeggen wetenschappers van het Rensselaer Polytechnic Institute in New York. De ontwikkeling heeft volgens hen de mogelijkheid om de prestaties van batterijen gevoelig te versterken. Dat zou belangrijke voordelen kunnen bieden voor consumentenelektronica en elektrische wagens, maar ook voor de opslag van zonnekracht.

“Lithium-ion is voor batterijtechnologie momenteel de meest populaire toepassing,” benadrukt onderzoeksleider Nikhil Koratkar, professor materiaalwetenschappen bij het Rensselaer Polytechnic Institute. “De technologie maakt gebruik van grafiet en kobaltoxide.”

“De wisselwerking tussen deze materialen laat goede prestaties optekenen. Wij zijn er echter van overtuigd dat de batterij met een aantal aanpassingen nog beter zal kunnen functioneren.” Daarbij kwamen de onderzoekers van Rensselaer naar eigen zeggen op het idee om het kobaltoxide te vervangen door vanadium-disulfide (VS2).

Instabiliteit

“Dat materiaal geeft een hogere energiedichtheid,” verduidelijkt Koratkar. “Het materiaal is immers bijzonder licht. Daarnaast zorgen de sterke geleidende karakteristieken van vanadium-disulfide ook voor een snellere oplaadcapaciteit.”

De wetenschapper merkt op dat men de voorbije jaren al een groeiend enthousiasme voor het potentieel van vanadium-disulfide kon optekenen. De instabiliteit van de stof zou echter tot de nodige terughoudendheid hebben geleid. Die problemen zouden immers een negatieve impact hebben op de levensduur van de batterij.

Het team van Koratkar zegt echter niet alleen de oorzaak van die instabiliteit te hebben gevonden, maar ook een mogelijke oplossing te weten. “Met het aanbrengen van een nano-coating titaniumdisulfide kan men de problemen met het vanadium-disulfide uit de wereld helpen,” benadrukt hij. “Toen eenmaal dat probleem was opgelost, bleek dat de capaciteit van de batterijen gevoelig kon worden opgedreven.”

Toepassingen

“De kleine afmeting en het geringe gewicht van de materialen bieden aanzienlijke voordelen,” zeggen de wetenschappers. “Er is immers een combinatie van een hoge capaciteit en grote energiedichtheid mogelijk. Het kleine formaat kan ook bijdragen aan de bouw van een compacte batterij.”

Professor Koratkar zegt diverse toepassingen te zien voor de technologie. “Niet alleen kan de autosector over sterkere batterijen beschikken, maar ook bij de consumentenelektronica liggen aanzienlijke voordelen in het verschiet,” aldus de wetenschapper.

“Daarnaast zijn er ook heel wat mogelijkheden voor de opslag van zonnekracht, waar een hoge capaciteit en een grotere laadsnelheid nieuwe opportuniteiten kan bieden.”