Den underliggande mekanismen till varför batterier försämras och åldras har upptäckts av ett internationellt forskarlag. Nu vill de att andra ska använda sig av kunskapen för att utveckla framtida batterier.
– Nu när vi förstår vad som gör att batterier försämras kan vi informera batteritillverkare om vad som behöver förbättras med deras design, säger professor Michael Toney.
Batterier tappar sin kapacitet med tiden. Det gäller både de som finns i mobiltelefoner och de som finns i elbilar. Fenomenet har aldrig tidigare gått att riktigt förklara, men nu har ett internationellt forskarlag från University of Colorado Boulder lyckats knäcka gåtan.
Litiumjonbatteriet är ett av världens vanligaste batterier och innehåller oftast kobolt som är ett miljöfarligt ämne. Batteriingenjörer har försökt att byta ut ämnet mot nickel och magnesium, men det har inte blivit jättebra och minskat hur mycket energi det kan lagra.
Forskarlaget från CBU valde att undersöka orsaken till varför ett litiumjonbatteri självurladdas och upptäckte då att vätemolekyler från batteriets elektrolyt tog platser på katoden som litiumjoner normalt sett ska ta. Detta gör att litiumjonerna har mindre platser att binda sig till katoden, vilket försvagar den elektriska strömmen och minskar batteriets kapacitet.
– Vi upptäckte att ju mer litium du drar ut ur katoden under laddning, desto fler väteatomer ackumuleras på ytan, säger Gang Wan, som är studiens författare på University of Colorado Boulder:s hemsida. Denna process inducerar självurladdning och orsakar en mekanisk stress som kan leda till sprickor i katoden och påskynda nedbrytningen.
Nu hoppas forskarna från CBU att deras upptäckt ska leda till att batteritillverkare tillverkar en ny typ av beläggning på deras batteriers katod som blockerar vätemolekyler. Tidigare trodde forskare att batterier självurladdas eftersom alla litiumjoner inte återgår till anoden när de laddas, vilket minskar antalet laddade joner som är tillgängliga för att bilda ström och ge ström.
LÄS MER:
William Karlsson är examinerad journalist och har bland annat arbetat på Sveriges Radio och Sörmlands Nyheter.
