Leoben-onderzoekers verbeteren de levensduur van lithium-ionbatterijen

Leoben-onderzoekers verbeteren de levensduur van lithium-ionbatterijen

Een aanzienlijke vooruitgang in batterijonderzoek werd onlangs bereikt door het onderzoeksteam van het materiaalcentrum Leoben (MCL) en de Montan University Leoben. De wetenschappers hebben beslissende kennis opgedaan van de mechanismen, die verantwoordelijk zijn voor het verlies van capaciteit van lithium-ionbatterijen. Deze ontdekking zou mogelijk de levensduur van dergelijke batterijen kunnen verlengen en dus een revolutionaire verbetering van de energieopslag mogelijk maken.

Het team gebruikte moderne materialen en technologieën om de uitdagingen op het gebied van lithium-ionbatterijen aan te gaan. Met toenemende elektrificatie in de samenleving groeit de behoefte aan krachtige en duurzame energieopslag. Dit onderzoek zou kunnen helpen om toekomstige generaties lithium-ionbatterijen te optimaliseren door zowel de energiedichtheid als cyclusstabiliteit te bevorderen.

Oorzaken van het verlies van capaciteit

Het Leoben-team heeft ontdekt welke complexe relaties het verlies van capaciteit van lithium-ionbatterijen (LIB's) beïnvloeden door het gebruik van geavanceerde beeldvormingsmethoden en kunstmatige intelligentie. Deze bevindingen zijn cruciaal omdat ze inzicht op het nucleaire niveau van materiaalgedrag mogelijk maken tijdens de laad- en losprocessen. Bovenal werd gevonden dat schade veroorzaakt door deze processen kan leiden tot faseovergangen binnen de siliciumanodes die onverwachte positieve effecten hebben op de levensduur van de batterij.

Een centraal resultaat van dit onderzoek is dat deze faseovergangen daadwerkelijk kunnen helpen de vorming van breuken in de siliciumdeeltjes te voorkomen. Dit kan merkbaar de langetermijnprestaties van de batterijen stabiliseren en de algehele falen van de apparaten vertragen.

Perspectieven voor de toekomst

Onderzoekswerk toont veelbelovende benaderingen om de stabiliteit van batterijen met een hoge energiedichtheid te verbeteren. "Wij zijn van mening dat innovatieve ontwerpen van de architectuur van siliciummateriaal een revolutie teweegbrengen in energieopslagtoepassingen", zegt Ronald Brunner, een van de toonaangevende onderzoekers. Deze vooruitgang kan van fundamenteel belang zijn voor de ontwikkeling van de volgende generatie silicium-ionbatterijen die de prestaties en levensduur van de huidige batterijrenovaties kunnen overtreffen.

De volledige onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Communications Materials , dat tot de Nature Portfolio behoort. Further information and details on the research results can be found on www.5min.at .