Nytt material ger billigare batterier till elhybridbilar
Ett helt nytt material till batterier kan vara den pusselbit som saknats för kunna göra billiga, miljövänliga elhybridbilar. Anton Nytén vid institutionen för materialkemi på Uppsala universitet, försvarar fredagen den 12 maj sin avhandling där han beskriver det nya katodmaterialet litiumjärnsilikat.
Trots att batterier har varit funnits i över 200 år och elmotorer nästan lika länge, finns fortfarande ingen billig, helt miljövänlig elbil med acceptabel prestanda. Anledningen är främst att vi tidigare saknat batterimaterial med tillfredställande egenskaper (hög jonledningsförmåga, hög jonlagringskapacitet, elektrokemisk och mekanisk stabilitet, låg kostnad, etc). Det batteri som kan erbjuda den bästa lösningen på dessa problem är litiumjonbatteriet. Jämfört med andra batterikoncept, som till exempel nickel metallhydrid och nickel-kadmiumbatterier, är litiumjonbatteriet ett miljövänligare alternativ, med lägre vikt, högre energitäthet, förhållandevis låga råmaterialkostnader och lättare att formge.
Uppladdningsbara litiumjonbatterier används idag i ett flertal små apparater som mobiltelefoner, bärbara datorer och elverktyg. När det gäller batterier för större maskiner spelar priset för råmaterialen till katoden en avgörande roll. I ett mobiltelefonbatteri behövs endast ett par gram av det aktiva katodmaterialet och därför kan ett förhållandevis dyrt material som innehåller kobolt användas. I ett batteri till en elhybridbil behövs däremot flera kilo katodmaterial och den dyra kobolten skulle behövas ersättas med en mycket billigare metall, helst den allra billigaste – järn.
Anton Nytén har i sin avhandling fokuserat på att studera och utveckla järnbaserade katodmaterial som lämpar sig för litiumjonbatterier i framförallt storskaliga applikationer. I avhandlingen beskrivs för första gången ett helt nytt katodmaterial – litiumjärnsilikat (Li2FeSiO4) baserat på de två billiga grundämnena järn och kisel.
– Det här materialet har potential att kunna bli tillräckligt billigt för att äntligen kunna konstruera litiumjonbatterier för elhybridbilar, säger Anton Nytén, som har utvärderat materialets kapacitet samt dess upp- och urladdningsegenskaper med olika elektrokemiska mätmetoder. Resultaten visade endast små förluster (mindre än tre procent) i kapacitet för batterier som upp- och urladdats mer än 100 gånger. En hög elektrokemiskt stabilitet kunde också konstateras.
Kontaktinformation
För mer information ring Anton Nytén 018-471 37 26 eller 0706-35 81 86 eller e-post anton.nyten@mkem.uu.se
