Der arbejdes på højtryk for at finde bedre og billigere alternativer til de lithium-ion batterier, der benyttes i al elektronik fra tandbørster, droner og elbiler. En af de teknologier, der er blevet forsket meget i, er et svovl-batteri – lithium-sulphur. Men det har tidligere vist sig at have elendig holdbarhed.
Typisk indeholder Li-S svovl-batterier en lithiumanode (negativ elektrode) og svovlkatode (positiv elektrode) med et adskillelseslag. Når batteriet oplades og aflades, nedbrydes lithiummetallet af svovlet, hvilket går ud over antallet af ladecyklusser – og dermed svovl-batteriets generelle levetid.
Det problem mener en række forskere fra Monash University i Melbourne, Australien, at have løst. De har udviklet en tynd polymerbelægning, der påføres lithiumanoden. Belægningen forbedrer, ifølge forskerne, antallet af gange batteriet kan oplades markant.
I en pressemeddelelse skriver de, at svovl-batterier med deres nye belægning giver batteri, der “bruger mindre lithium, har mere energi pr volumenenhed, har længere levetid og vil koste det halve af lithium-ion-batterier”.
– Polymerbelægningen indeholder bittesmå huller som tillader lithiumioner at bevæge sig frit, mens de blokerer for de skadelige kemikalier, der angriber lithium-metallet, forklarer Declan McNamara. Han er en af de forskere, der har skabt den nye belægning.
– Lithium er lidt af et tveægget sværd. Lithium meget energitæt, men i et dårligt batteri spildes denne energi på sidereaktioner. Hvis energien derimod kanaliseres korrekt, kan den lave nogle utrolige energilagringsenheder, som er nemmere at lave. Denne belægning er et skridt hen imod højeffektive, let fremstillede Li-S-batterier, sagde McNamara.
Kræver hverken kobolt eller nikkel
Det nye svovl-batteri kræver heller ikke nikkel eller kobolt, hvilket fjerner behovet for mineraler, der har både miljømæssige og sociale omkostninger. Det gør også svovl-batteriet billigere at fremstille.
– Li-metal beskyttelsesteknologier vil blive afgørende i vores søgen mod fremtidens energitætte og bæredygtige batterier. Undersøgelsen etablerer en ny ramme for at beskytte Li-metal mod hurtigt henfald eller katastrofale fejl, som har været en akilleshæl for Li-S-batterier, siger professor Mainak Majumder.
Han fortæller videre, at forskningen allerede nu er klar til kommerciel brug.
Forskningspapiret kan læses her (åbner i ny fane).
Også den amerikanske batteriproducent Lyten, som Stellantis har investeret i, har forsket i Li-S batterier. De lader dog til at have satset ressourcerne på grafen i stedet.