Nieuwe technologie die in lithiumbatterijen wordt gebruikt, kan ervoor zorgen dat ze sneller worden opgeladen. Het materiaal grafiet dat vaak werd gebruikt, had al een opvolger die niet verder verbeterd kon worden, was de veronderstelling. Tot nu, zoals onderzoekers van het MESA+ Instituut van de Universiteit Twente ontdekten dat door nanostructurering van het materiaal, er komen nieuwe 'paden' voor lithiumionen. Hierdoor laadt de batterij sneller op, de onderzoekers laten zien in een paper gepubliceerd in de Journal of Power Sources .

Lithium-ionbatterijen zijn te zien in een breed scala aan toepassingen. Ze hebben onze informatiemaatschappij en onze mobiliteit echt veranderd. Lithium beweegt, door vloeistof, tussen twee elektroden. Een van de elektroden was vroeger heel eenvoudig, en gemaakt van grafiet. De andere, de kathode, bestaat uit nikkel, mangaan en kobalt.

Het alternatief voor grafiet is niobium-wolfraam-oxide. Onderzoekers hebben ontdekt dat het opladen met dit materiaal sneller gaat. Dit komt omdat het materiaal kanalen heeft die een betere toegang geven tot de lithiumionen; ze bewegen gemakkelijker dan door grafiet. De onderzoekers constateren dat NbWO nu al zulke uitstekende eigenschappen heeft dat nanostructurering vooraf geen meerwaarde zou hebben. De UT-onderzoekers laten nu zien dat nanostructurering inderdaad een substantieel effect heeft.

Ze creëren deze structuren door de stof in een oven te verhitten om deze te calcineren zodat nanodeeltjes overblijven. Hun grootte kan tussen tientallen en honderden nanometers zijn (een nanometer is een miljoenste van een millimeter). Op deze manier worden veel meer "uitgangen" voor lithiumionen gecreëerd, omdat alle nanodeeltjes lithiumionen aan hun grenzen kunnen geleiden.

Zware gebruikers

Een nadeel is dat deze aanpak niet voor alle soorten toepassingen werkt. Bij elektrische auto's, bijvoorbeeld, je zou een groter batterijpakket nodig hebben, omdat elke individuele cel minder vermogen levert met het nieuwe type anode. Maar bij piekscheren, het compenseren van een over- of onderproductie veroorzaakt door zonne- en windenergie, er zijn batterijen nodig die snel kunnen worden ontladen, maar moet ook snel worden opgeladen. Voor dit soort toepassingen inclusief batterijen in zware machines, de nieuwe elektrodebenadering is prima, zegt hoogleraar Mark Huijben. De volgende stap is het vinden van de beste maat voor de nanogestructureerde anode. De kathode is ook onderwerp van onderzoek, bijvoorbeeld, bij het zoeken naar manieren om de benodigde hoeveelheid kobalt te verlagen.