Nieuwe batterijtechnologie maakt elektrische voertuigen veiliger.

Hoewel de technologie voor magnesiumgebaseerde solid-state batterijen zich nog in de onderzoeksfase bevindt, trekt deze de aandacht vanwege de superieure levensduur in vergelijking met traditionele ontwerpen.

Hoewel magnesiumbatterijen worden beschouwd als een veelbelovend alternatief voor lithium-ionbatterijen vanwege hun potentiële veiligheid en lagere materiaalkosten, leiden ongewenste reacties op het grensvlak tussen de componenten van vaste-stofmagnesiumbatterijen tot verminderde prestaties en een kortere levensduur.

De industrie werkt eraan om accu's voor elektrische voertuigen veiliger en duurzamer te maken.

FOTO: REUTERS

Een onderzoeksteam van de Tohoku Universiteit (Japan) heeft een manier gevonden om chemische reacties die normaal gesproken de batterijprestaties verslechteren, om te zetten in mechanismen die de stabiliteit en het ionentransport verbeteren. Ze ontdekten dat deze reacties in de celverbindingen niet per se hoeven te worden geëlimineerd; in plaats daarvan kan door ze zorgvuldig te beheersen de mobiliteit van magnesiumionen in de batterij worden verbeterd, terwijl de stabiliteit op lange termijn behouden blijft.

Het onderzoeksteam ontwikkelde een anode-elektrode van een magnesium-tin (Mg-Sn) legering om de chemische reactiviteit en het ionentransport in evenwicht te brengen. Door de oppervlakte- en interne structuur van de anode aan te passen, creëerden ze omstandigheden die een meer uniforme magnesiumafzetting en een soepelere ionenbeweging tijdens het laden en ontladen mogelijk maakten.

Professor Hao Li van het Instituut voor Onderzoek naar Geavanceerde Materialen aan de Tohoku Universiteit zei: "Lange tijd werden grensvlakreacties beschouwd als iets dat vermeden moest worden. Maar ons onderzoek toont aan dat wanneer deze reacties zorgvuldig worden gereguleerd in plaats van onderdrukt, ze kunnen bijdragen aan een veel efficiëntere werking van magnesiumbatterijen."

De video toont tests met "batterijontstekingstechnologie" op elektrische auto's in China.

De sleutel tot het verder ontwikkelen van solid-state magnesiumbatterijtechnologie.

Om de verbeterde anode te fabriceren, heeft het onderzoeksteam tin in magnesium verwerkt, waardoor een stabiele verbinding _Mg₂Sn ontstond die de reacties in de batterij helpt reguleren. Het team testte verschillende magnesiumlegeringen met verschillende subfasen om de samenstelling te bepalen die de beste elektrochemische prestaties opleverde. Vervolgens evalueerden ze de materialen onder batterijomstandigheden, waarbij factoren zoals ionentransport, interfacestabiliteit en cyclusgedrag werden gemeten.

De resultaten toonden aan dat de geoptimaliseerde Mg-Sn-legering de beste algehele prestaties leverde en gedurende meer dan 1300 uur stabiel bleef functioneren tijdens solid-state batterijtests. Deze legering vertoonde bovendien een laad-/ontlaadcyclus die 400 keer langer meeging dan die van puur magnesium, wat een aanzienlijke verbetering van de levensduur van de batterij opleverde.

Onderzoekers suggereren dat toekomstige batterijontwikkeling zich niet alleen moet richten op het verbeteren van de ionengeleiding, maar ook op het beheersen van de chemische reacties die plaatsvinden op deze grensvlakken. Hun bevindingen wijzen erop dat het gelijktijdig in balans brengen van reactiviteit en ionentransport een nieuwe ontwerpstrategie zou kunnen opleveren voor toekomstige solid-state batterijsystemen.

Bron: https://thanhnien.vn/cong-nghe-pin-moi-giup-xe-dien-an-toan-hon-185260527143149412.htm