Minsta batteriet avslöjar okänt fenomen

2010-12-17 15:07  

Det ser ut som en krälande daggmask, men visar förloppet när världens minsta batteri laddar. Filmen har tagits av forskare vid Sandia National Laboratories i USA och visar ett fenomen som kan orsaka kortslutning.

Att skapa det perfekta batteriet är en utmaning. För att studera vad som händer vid anoden när ett litiumjonbatteri  laddar skapade Jianyu Huang och hans kollegor ett pyttelitet batteri med en anod i form av en enda nanotråd. Tråden är 100 nanometer i diameter och 10 mikrometer lång.  Katoden är tre millimeter och består av litiumkoboltoxid.

Batteriet skapades i ett svepelektronmikroskop som sedan användes för att studera vad som hände när batteriet laddade.

Filmer från laddningsförloppet visar att anoden sträcker ut och blir mer er än dubbelt så lång under laddningen. Diametern förändras däremot knappast alls. Den rådande uppfattningen bland batteritillverkare är att ett batteri sväller på bredden när det laddas.

- Resultatet överraskade oss, säger Jianyu Huang vid Sandia National Laboratories. Det här är ett fenomen batteritillverkare borde ta hänsyn till när de designar batterier.

Enligt forskarna kan fenomenet dels medverka till kortslutning, dels att batteriets livslängd minskar.

Att anoden expanderar förklarar de med att elektroner tränger undan litiumatomer så att de hamnar mellan tennoxidatomerna. Under processen bildads litiumoxid som är en större molekyl än litium. Storleksförändringen får nanotråden att bli längre samtidigt som den mekaniska påkänningen får den att kränga fram och tillbaka.

Ulla Karlsson-Ottosson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer