Bly i anoden vässade deras litiumjonbatteri

Litiumjonbatterier driver numera allt från elbilar till mobiltelefoner – och utvecklingen går i en takt som analytiker knappt kunnat hänga med i. Men fortfarande är batterierna en dyr komponent, och tittar vi på fordon så utgör just kostnaden av stora batteripack ett problem.

Därför forskas det friskt på alternativ för att dels förbättra tekniken, men även även kring att göra den billigare samt mindre beroende av exklusiva råvaror och mineraler. Bland annat har man testat olika natrium som alternativ.

Men ett grundämne som forskare nu försöker använda som alternativmaterial för att förbättra litiumjonbatterier är bly. Metallen är attraktiv, inte minst för att den är vanlig, billig samt att den har använts länge för just batteriapplikationer.

– Vår forskning har spännande implikationer för att utveckla billiga, högpresterande och hållbara litiumjonbatterier som kan driva hybrider och helelektriska fordon, säger Eungje Lee, forskare vid Argonne Chemical Science and Engineering, i ett uttalande.

I ett litiumbatteri så laddas anoden med litumjoner vid laddning som sedan laddas ur. I dagsläget används grafit ofta i anoder och de har gett god stabilitet som klarar tusentals laddcykler. Men en sak som man länge har försökt förbättra i litiumjonbatterierna är lagringen. Och här menar forskarna vid Argonne att bly är ett lovande alternativ.

Applikationer med bly

Som ovan nämnt finns det redan i dag många applikationer med bly i batterier, det finns även leverantörskedjor som är väletablerade samt att man har fungerande återvinningssystem för metallen.

Forskarna började med stora blyoxidpartiklar som man kombinerade med ett kolpulver och skakade i flera timmar. Det här resulterade i mindre mikropartiklar ihopbakade i en kolmatris som i sin tur var inkapslad i ett tunt blyloxidager.

Det nya anodmaterialet användes sedan i ett testbatteri där det visade sig ge den dubbla energilagringskapaciteten jämfört med konventionella grafitanoder. Detta sett över 100 testade laddcykler. Genom att addera flouretylenkarbonat (FEC) till elektrolyten så lyckades man öka prestanda ännu mer.

Forskningen har publicerats i Advanced Functional Materials och även om man inte nämner något om kommersialisering så säger Eungje Lee att de företag som har bly som produkt lär vara intresserade.

– Vår nya anod skulle kunna ge nya intäktsmöjligheter för den stora industri som i dagsläget ägnar sig åt blybatteritillverkning och återvinning, säger han.