‘Gevangen’ ionen doen batterij in kracht afnemen

Een team van de Universiteit Antwerpen en het Collège de France in Parijs heeft ontdekt waarom de spanning van de nieuwste lithiumbatterijen snel afneemt bij veelvuldig gebruik. De onderzoekers stelden vast dat metaalionen tijdens het laden en ontladen soms gevangen raken in tussenholtes, waardoor er steeds minder vrije exemplaren zijn. In een publicatie in Nature Materials doen zij hun vinding uit de doeken.

‘De nieuwste batterijen zijn gebaseerd op lithiumrijke gelaagde oxides’, vertelt Staf Van Tendeloo, fysicahoogleraar aan de Universiteit Antwerpen. ‘Met geavanceerde elektronenmicroscopie zagen we metaalionen over en weer springen tussen de laagjes metaal en de laagjes lithium. Bij laden en ontladen worden die ionen soms gevangen in de tussenholtes en zijn er bij elke cyclus minder ‘vrije’ metaalatomen. Dat geeft een verlaagde spanning.’

De volgende stap is duidelijk, aldus Van Tendeloo: zorg ervoor dat de metaalatomen minder worden gehinderd. ‘Dat kan door andere metaalatomen te kiezen of door het zuurstofrooster aan te passen. Precies wat we nu gaan proberen.’ Zo draagt het Antwerps-Parijse onderzoeksteam een steentje bij aan de verdere ontwikkeling van nieuwe en betere batterijen, voor laptops en mobieltjes maar bijvoorbeeld ook voor elektrische auto’s.