In de afgelopen jaren zijn lithium-ionbatterijen naar voren gekomen als een vitale technologie in de overgang naar hernieuwbare energiebronnen en elektrische voertuigen (EV's). De steeds groter wordende vraag naar efficiëntere en betaalbare batterijen heeft aanzienlijke ontwikkelingen in het veld gestimuleerd. Dit jaar voorspellen experts verschillende doorbraken die een revolutie teweeg kunnen brengen in de mogelijkheden van lithium-ionbatterijen.
Een opmerkelijke vooruitgang om in de gaten te houden is de ontwikkeling van solid-state batterijen. In tegenstelling tot traditionele lithium-ionbatterijen die gebruik maken van vloeibare elektrolyten, gebruiken vaste statenbatterijen vaste materialen of keramiek als elektrolyten. Deze innovatie verhoogt niet alleen de energiedichtheid, waardoor het bereik van EV's mogelijk wordt uitgebreid, maar ook de laadtijd verkort en de veiligheid verbetert door het risico op brand te minimaliseren. Prominente bedrijven zoals Quantumscape richten zich op lithium-metaalbatterijen voor solid-state, gericht op het integreren van ze in voertuigen al in 2025 [1].
Hoewel batterijen vaste toestand veel beloven, onderzoeken onderzoekers ook alternatieve chemie om bezorgdheid aan te pakken over de beschikbaarheid van belangrijke batterijmaterialen zoals kobalt en lithium. De zoektocht naar goedkopere, duurzamere opties blijft innovatie stimuleren. Bovendien werken academische instellingen en bedrijven wereldwijd ijverig om de prestaties van de batterij te verbeteren, de capaciteit te verhogen, laadsnelheden te versnellen en de productiekosten te verlagen [1].
Inspanningen om lithium-ionbatterijen te optimaliseren, reiken verder dan elektrische voertuigen. Deze batterijen vinden applicaties in elektriciteitsopslag op rasterniveau, waardoor een betere integratie van intermitterende hernieuwbare stroombronnen zoals zonne- en windenergie mogelijk is. Door gebruik te maken van lithium-ionbatterijen voor roosteropslag, zijn de stabiliteit en betrouwbaarheid van hernieuwbare energiesystemen aanzienlijk verbeterd [1].
In een recente doorbraak hebben wetenschappers van Lawrence Berkeley National Laboratory een geleidende polymeercoating ontwikkeld die bekend staat als HOS-PFM. Deze coating maakt langdurige, krachtigere lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen mogelijk. HOS-PFM voert tegelijkertijd zowel elektronen als ionen uit, verbetert de stabiliteit van de batterij, lading/ontladingssnelheden en de totale levensduur. Het dient ook als een lijm, waardoor de gemiddelde levensduur van lithium-ionbatterijen mogelijk wordt verlengd van 10 tot 15 jaar. Bovendien heeft de coating uitzonderlijke prestaties getoond wanneer toegepast op silicium- en aluminium -elektroden, waardoor hun afbraak wordt besmet en een hoge batterijcapaciteit over meerdere cycli wordt gehandhaafd. Deze bevindingen zijn de belofte van het aanzienlijk verhogen van de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen aanzienlijk, waardoor ze betaalbaarder en toegankelijker zijn voor elektrische voertuigen [3].
Naarmate de wereld streeft naar het verminderen van broeikasgasemissies en overgang naar een duurzame toekomst, spelen de vooruitgang in de batterijtechnologie van lithium-ionen een cruciale rol. De voortdurende inspanningen voor onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen drijven de industrie vooruit, waardoor we dichter bij efficiëntere, betaalbare en milieuvriendelijke batterijoplossingen komen. Met doorbraken in solid-state batterijen, alternatieve chemie en coatings zoals HOS-PFM, wordt het potentieel voor wijdverbreide acceptatie van elektrische voertuigen en energieopslag op gridniveau steeds haalbaarder.
Posttijd: JUL-25-2023
