Bättre batterier för elbilar med nytt nanomaterial
Med hjälp av ett nytt nanomaterial av grafen och kisel har forskare vid Mittuniversitetet utvecklat bättre litium-jon-batterier som ökar lagringskapaciteten med 25 procent. Den nya metoden är skalbar och kan bli särskilt viktig för elbilsbranschen.
Batteriforskningen vid Mittuniversitetet har tagit sig an ett problem som gäckat den internationella batteriforskningen under lång tid. Det har länge varit känt att kisel kan öka lagringskapaciteten i litium-jon batterier, men utmaningen har hittills varit att kunna visa på en metod som är potentiellt skalbar för industriell tillverkning.
Forskarnas nya anodmaterial består av grafen och kiselnanopartiklar. I deras första försök bestod materialet av 6 procent kiselnanopartiklar, något som ökade lagringskapaciteten i hela batteriet med 10 procent.
Större andel kisel ökar lagringsförmågan
− Nu arbetar vi med att öka andelen kisel i materialet för att nå en nivå där batterierna blir 25 procent bättre, säger Manisha Phadatare, doktor i materialfysik, som genomfört studien tillsammans med Rohan Patil och övriga batteriforskare vid Mittuniversitetet.
Tidigare studier har visat på att nanokisel kan öka lagringsförmågan, men metoderna har inte varit potentiellt skalbara på samma sätt som vår nya metod, enligt Håkan Olin, professor i materialfysik vid Mittuniversitetet.
Kan skalas upp industriellt
− Vår process för att tillverka nanomaterialet kan skalas upp till industriella nivåer vilket gör att resultaten har relevans utanför det rent akademiska, säger han.
Manisha Phadatare lyfter fram en annan fördel med tekniken, nämligen att råvarorna i stort består av billigt kiselpulver och grafit. Det gör tekniken mer miljövänlig och dessutom blir batterierna billigare.
Detta har betydelse för elbilsindustrin.
− Det är utomordentligt viktigt för elbilar att kunna lagra mycket energi per vikt. Det innebär att varje ökning av lagringskapaciteten kan ge längre körsträcka eller så väljer man att omsätta detta i billigare och lättare batterier, säger Nicklas Blomquist, doktor i materialfysik vid forskningscentret FSCN, på Mittuniversitetet.
Fotnot:
Forskningen har gjorts i samarbete med forskare vid Uppsala Universitet och D.Y. Patil Education Society University, Kolhapur i Indien. Forskningen har finansierats av Energimyndigheten, Vinnova, STINT, KK-stiftelsen och EU samt stötts av ett antal företag där ett speciellt nära samarbete har skett med Vesta Si, 2D Fab, och Woxna Graphite.
Vetenskaplig artikel:
Silicon-Nanographite Aerogel-Based Anodes for High Performance Lithium Ion Batteries (Scientific Reports:
Kontakt:
Nicklas Blomquist, doktor i materialfysik, Mittuniversitetet, nicklas.blomquist@miun.se
Manisha Phadatare, doktor i materialfysik, Mittuniversitetet, manisha.phadatare@miun.se (engelska)
