navbar.frm 20180310
ATTENTIE. . S T O R I N G . . . Bijeenkomst op 17 mei 2018 . . . Elke zondag 145.475 MHz . . 10:30 RTTY bulletin . . 11:00 uur Woerdense Ronde .
W

Razendsnel opladen van lithium-ion batterij

Samenvatting

Lithium-ion batterijen zijn populair voor gebruik in allerhande apparaten – van MP3-spelers tot elektrische auto’s. De reden hiervoor is de hoge opslagcapaciteit van het type batterij. Een nadeel van de batterijen is echter de trage oplaadtijd. Een onderzoeksgroep aan MIT, onder leiding van prof. Gerbrand Ceder, heeft nu een methode ontwikkeld waarmee de batterijen veel sneller opgeladen kunnen worden. De oplossing is gebaseerd op een ontdekking die Ceder en collega’s ongeveer vijf jaar geleden deden.

De onderzoekers ontdekten met behulp van computersimulaties dat lithium-ion batterijen theoretisch in staat zijn om zich snel op te laden. De wetenschappers gingen na deze ontdekking meteen op zoek naar de verklaring waarom het opladen van lithium-ion batterijen dan toch zo lang duurt.

Ze ontdekten dat de oplaadsnelheid van de batterijen afhangt van zogenoemde ‘tunnels’ waardoor de lithiumionen zich moeten verplaatsen, om bij het opladen van de negatieve pool van de batterij naar de positieve te reizen. Liggen de ionen recht voor de tunnels, dan gaat deze verplaatsing van pool tot pool heel snel. In alle andere gevallen komen de ionen niet of moeilijk bij de tunnels waar zij doorheen moeten reizen. Mogelijk verklaart dit ook de degradatie van de batterijen naarmate ze vaker gebruikt en opgeladen worden.

De oplossing van de onderzoekers is een ‘ringweg’ waar de ionen constant overheen razen. Op deze manier komen ze vanzelf een keer precies voor een tunnel te liggen, waardoor ze snel kunnen reizen. Hierdoor wisten de wetenschappers de oplaadtijd van een lithiumcel terug te brengen van 6 minuten naar circa 20 seconden. Het laagje waaruit de ‘ringweg’ gemaakt is, bestaat uit lithiumijzerfosfaat.

Omdat het verval van de ‘ringwegbatterijen’ minder snel verloopt, kan de vinding van de MIT-wetenschappers ook leiden tot lichtere en kleinere batterijen. Omdat er bij deze techniek geen nieuwe materialen komen kijken (alleen de fabricagemethode is veranderd), denkt Ceder dat het nieuwe type lithium-ion batterij over twee tot drie jaar op de markt zal verschijnen.

De techniek is in de eerste plaats vooral geschikt voor sneller oplaadbare batterijen in mobiele telefoons en MP3-spelers. In principe kan de techniek ook gebruikt worden voor lithium-ion batterijen in auto's, maar deze hebben nog een ander probleem: het ontladen van lithium-ion batterijen verloopt ook langzaam. Om die reden kunnen elektrische auto's niet vlug optrekken en ligt hun maximumsnelheid niet erg hoog.

(MIT)
2009/03/12

 Meer informatie