Eine leitfähige Polymerbeschichtung, bekannt als HOS-PFMdas von Forschern des Berkeley Lab entwickelt wurde, könnte leistungsfähigere, langlebigere Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge ermöglichen.„Der Fortschritt eröffnet einen neuen Ansatz für devEloping EV-Batterien, die erschwinglicher und einfacher herzustellen sind“, sagte Gao Liuein leitender Wissenschaftler im Bereich Energy Technologies von Berkeley Lab.
Der HOS-PFM-Beschichtung leitet gleichzeitig Elektronen und Ionen. Dies gewährleistet Batteriestabilität und hohe Lade-/Entladeraten bei gleichzeitiger Verlängerung der Batterielebensdauer. Die Beschichtung ist auch als Batterieklebstoff vielversprechend, der die Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie von durchschnittlich 10 Jahren auf etwa 15 Jahre verlängern könnte, fügte Liu hinzu.Um die überlegenen Leit- und Hafteigenschaften von HOS-PFM zu demonstrieren, beschichteten Liu und sein Team Aluminium- und Siliziumelektroden mit HOS-PFM und testeten ihre Leistung in einem Lithium-Ionen-Batterieaufbau.Silizium und Aluminium sind aufgrund ihrer potenziell hohen Energiespeicherkapazität und ihres leichten Profils vielversprechende Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Aber diese billigen und reichlich vorhandenen Materialien nutzen sich nach mehreren Lade-/Entladezyklen schnell ab.Während Experimenten an der Advanced Light Source und der Molecular Foundry zeigten die Forscher, dass die HOS-PFM-Beschichtung den Abbau von Elektroden auf Silizium- und Aluminiumbasis während des Batteriezyklus erheblich verhindert und gleichzeitig eine hohe Batteriekapazität über 300 Zyklen liefert, eine Leistungsrate, die auf Augenhöhe ist mit den heutigen State-of-the-Art-Elektroden.Die Ergebnisse sind beeindruckend, sagte Liu, da Lithium-Ionen-Zellen auf Siliziumbasis typischerweise eine begrenzte Anzahl von Lade-/Entladezyklen und eine begrenzte Lebensdauer haben. Diese Ergebnisse haben die Forscher kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Energy beschrieben.Die HOS-PFM-Beschichtung könnte die Verwendung von Elektroden ermöglichen, die bis zu 80 Prozent Silizium enthalten. Ein solch hoher Siliziumgehalt könnte die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien um mindestens 30 Prozent erhöhen, sagte Liu. Und weil Silizium billiger sei als Graphit, das heutige Standardmaterial für Elektroden, könnten billigere Batterien die Verfügbarkeit von Elektrofahrzeugen der Einstiegsklasse deutlich erhöhen, fügte er hinzu.Als nächstes plant das Team, mit Unternehmen zusammenzuarbeiten, um HOS-PFM für die Massenfertigung zu skalieren.Die Advanced Light Source und Molecular Foundry sind Benutzereinrichtungen des DOE Office of Science im Berkeley Lab. (ANI)