Under senare år har litiumjonbatterier framstått som en viktig teknik i övergången till förnybara energikällor och elfordon. Den ständigt ökande efterfrågan på mer effektiva och prisvärda batterier har sporrat till betydande utvecklingar inom området. I år förutspår experter flera genombrott som kan revolutionera litiumjonbatteriers kapacitet.
En anmärkningsvärd utveckling att hålla ett öga på är utvecklingen av solid state-batterier. Till skillnad från traditionella litiumjonbatterier som använder flytande elektrolyter, använder solid state-batterier fasta material eller keramik som elektrolyter. Denna innovation ökar inte bara energitätheten, vilket potentiellt kan utöka räckvidden för elbilar, utan minskar också laddningstiden och förbättrar säkerheten genom att minimera brandrisken. Framstående företag som Quantumscape fokuserar på solid state litiummetallbatterier och siktar på att integrera dem i fordon redan 2025[1].
Medan solid state-batterier är mycket lovande utforskar forskare även alternativa kemiska lösningar för att ta itu med oro kring tillgången på viktiga batterimaterial som kobolt och litium. Sökandet efter billigare och mer hållbara alternativ fortsätter att driva innovation. Dessutom arbetar akademiska institutioner och företag världen över flitigt för att förbättra batteriernas prestanda, öka kapaciteten, accelerera laddningshastigheter och minska tillverkningskostnaderna[1].
Ansträngningar för att optimera litiumjonbatterier sträcker sig bortom elfordon. Dessa batterier hittar tillämpningar i nätbaserad ellagring, vilket möjliggör bättre integration av intermittenta förnybara kraftkällor som sol- och vindenergi. Genom att utnyttja litiumjonbatterier för nätlagring förbättras stabiliteten och tillförlitligheten hos förnybara energisystem avsevärt[1].
I ett nyligt genombrott har forskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory utvecklat en ledande polymerbeläggning som kallas HOS-PFM. Denna beläggning möjliggör mer hållbara och kraftfulla litiumjonbatterier för elfordon. HOS-PFM leder samtidigt både elektroner och joner, vilket förbättrar batteriets stabilitet, laddnings-/urladdningshastigheter och den totala livslängden. Det fungerar också som ett lim, vilket potentiellt förlänger den genomsnittliga livslängden för litiumjonbatterier från 10 till 15 år. Dessutom har beläggningen visat exceptionell prestanda vid applicering på kisel- och aluminiumelektroder, vilket mildrar deras nedbrytning och bibehåller hög batterikapacitet över flera cykler. Dessa fynd lovar att avsevärt öka energitätheten hos litiumjonbatterier, vilket gör dem mer prisvärda och tillgängliga för elfordon [3].
I takt med att världen strävar efter att minska utsläppen av växthusgaser och övergå till en hållbar framtid spelar framsteg inom litiumjonbatteriteknik en avgörande roll. De pågående forsknings- och utvecklingsinsatserna driver branschen framåt och för oss närmare mer effektiva, prisvärda och miljövänliga batterilösningar. Med genombrott inom fastkroppsbatterier, alternativa kemier och beläggningar som HOS-PFM blir potentialen för ett brett införande av elfordon och energilagring på nätnivå alltmer möjlig.
Publiceringstid: 25 juli 2023
