Lithiumbatterijen voor alle klimaten, bestand tegen hitte en kou

Er zijn nieuwe lithiumbatterijen ontworpen die geschikt zijn voor alle klimaten, bestand zijn tegen lage temperaturen en stabiel zijn bij hogere temperaturen. Geoptimaliseerde materialen en een interne verwarmer zorgen ervoor dat ze werken in een breed temperatuurbereik van -50 tot 75 graden Celsius. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Joule door onderzoekers van de Pennsylvania State University in de Verenigde Staten.

Volgens Chao-Yang Wang, hoofdonderzoeker van de studie, zijn lithiumbatterijen niet ontworpen voor de vele toepassingen die ze vandaag de dag ondersteunen.

Ze waren oorspronkelijk ontworpen voor elektronische apparaten zoals computers en smartphones die werken bij temperaturen van bijna 25 graden Celsius of iets boven kamertemperatuur. "Nu deze batterijen zijn geïntegreerd in elektrische voertuigen, datacenters en grootschalige systemen die zeer hoge temperaturen kunnen bereiken", merkt Wang op, "is deze stabiele bedrijfstemperatuur voor fabrikanten moeilijk te handhaven. Om de maatschappij te blijven verbeteren met grootschalige systemen die werken op lithiumbatterijen, moeten we deze fundamentele ontwerpfout aanpakken."

Om dit probleem aan te pakken, gebruikten onderzoekers van Penn State een nieuwe aanpak om de materialen voor de batterijconstructie te optimaliseren en zo een hoge stabiliteit en veiligheid in warme omgevingen te garanderen, terwijl ze tegelijkertijd interne verwarming gebruiken om de batterij in koude omgevingen te ondersteunen. De interne verwarmingsstructuur die het team wil implementeren, bestaat uit een dunne laag nikkelfolie, slechts ongeveer 10 duizendste van een millimeter dik (iets dikker dan een rode bloedcel), waardoor het systeem de temperatuur zelf kan reguleren zonder de batterij zwaarder of dikker te maken.