Onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hebben een nieuw siliciumanodemateriaal voor lithium-ionbatterijen ontwikkeld dat mogelijk de huidige grafietanode zou kunnen vervangen. Het nieuwe materiaal, dat is gemaakt van een combinatie van silicium en koolstof, kan meer lithiumionen opslaan dan grafiet, wat betekent dat het een hogere energiedichtheid voor batterijen kan bieden.

De onderzoekers zeggen dat hun nieuwe anodemateriaal ervoor zou kunnen zorgen dat lithium-ionbatterijen tot 40% meer energie kunnen opslaan dan huidige batterijen. Dit zou een langere levensduur van de batterij mogelijk maken in apparaten zoals smartphones, laptops en elektrische voertuigen.

De onderzoekers werken momenteel aan het verbeteren van de prestaties van hun nieuwe anodemateriaal en hopen dit binnen enkele jaren op de markt te brengen.

Waarom is dit zo belangrijk?

De ontwikkeling van een nieuw siliciumanodemateriaal voor lithium-ionbatterijen is een belangrijke doorbraak omdat dit potentieel zou kunnen leiden tot batterijen met een langere levensduur en een hogere energiedichtheid. Dit zou een grote impact hebben op een breed scala aan apparaten, waaronder smartphones, laptops en elektrische voertuigen.

Momenteel is de grafietanode het meest gebruikte anodemateriaal in lithium-ionbatterijen. Grafiet heeft echter een beperkt vermogen om lithiumionen op te slaan, wat de energiedichtheid van batterijen beperkt. Silicium daarentegen kan tot tien keer meer lithiumionen opslaan dan grafiet. Dit betekent dat siliciumanodes er mogelijk voor kunnen zorgen dat lithium-ionbatterijen veel meer energie kunnen opslaan.

Siliciumanodes worden echter ook geplaagd door een aantal problemen, waaronder een slechte recycleerbaarheid en een lage Coulomb-efficiëntie. Deze problemen hebben tot nu toe verhinderd dat siliciumanodes op de markt werden gebracht.

Het nieuwe siliciumanodemateriaal dat door de onderzoekers van KAIST is ontwikkeld, lost veel van de problemen op waarmee siliciumanodes in het verleden te kampen hebben gehad. Het materiaal is gemaakt van een combinatie van silicium en koolstof, wat de recyclebaarheid en Coulombische efficiëntie helpt verbeteren. De onderzoekers ontdekten ook dat hun nieuwe materiaal gemakkelijk tot dunne films kan worden verwerkt, waardoor het compatibel is met bestaande productieprocessen voor batterijen.

De ontwikkeling van dit nieuwe siliciumanodemateriaal is een grote stap voorwaarts in de ontwikkeling van de volgende generatie lithium-ionbatterijen. Met verder onderzoek en ontwikkeling zouden siliciumanodes het mogelijk kunnen maken dat lithium-ionbatterijen tot 40% meer energie kunnen opslaan dan huidige batterijen. Dit zou een grote impact hebben op een breed scala aan apparaten, waaronder smartphones, laptops en elektrische voertuigen.