Foto: Colourbox

Av Emelie Werme den 25 mars 2022 11:03

Litiumbatteriet har många bra egenskaper. De har billiga och miljövänliga material, större energiinnehåll än litiumjonbatterier och fungerar bra vid låga temperaturer. Dock har de problem med energiförluster och kort livslängd. 

Nu har forskarna vid Uppsala universitet kartlagt vilken sorts reaktioner det är som begränsar prestandan i batteriernas svavelelektrod. Det i sin tur beror på vilken strömstyrka som tas ur batteriet. Olika reaktionsprodukter bildas. Detta kan leda till olika former av tillkortakommanden. Det är även vanligt att det uppstår en lokal brist på litium i delar av batterier, vilket utgör en tydlig flaskhals.

– Det är genom kunskap om tillkortakommanden som vi kan utveckla nya strategier och nya material för att förbättra batteriernas prestanda. Det handlar om att identifiera de här flaskhalsarna, för att kunna ta nästa steg. Och det är en svår forskningsuppgift i ett så komplext batteri som litium-svavel, säger Daniel Brandell, professor i materialkemi vid Uppsala universitet och aktiv vid Ångström Advanced Battery Centre i en kommentar. 

I studigen kombineras omfattande metoder där olika typer av strålningsspridning används, röntgenanalys i Uppsala. Neutroner från stora anläggningar används.

– Detta visar på styrkan i att kunna använda den här infrastrukturen för att lösa de materialvetenskapliga problem vi står inför, säger professor Adrian Rennie, professor vid institutionen för kemi, Uppsala universitet.

Han fortsätter:

– Satsningarna på den här sortens instrumentering må vara kostsam, men är nödvändig för att kunna förstå så komplexa system som de här batterierna utgör. En mängd olika reaktioner sker parallellt, och material bildas och försvinner snabbt när batteriet arbetar.

Studien har genomförts tillsammans med forskare på Scania.

– Även den tunga fordonssektorn behöver elektrifieras, och inte bara personbilar. De måste följa med i utvecklingen av en rad olika batterier som snart kan bli högst relevanta, säger Daniel Brandell.