Kemiskt ämne i elektrolyten ger bättre litium-metallbatterier

Konstnärens bild visar hur kemisk substans i form av litium-hexafluorofosfat tillfört i litium-metallbatteriets elektrolyt gör detta uppladdningsbara batteri betydligt stabilare, mer långlivat och snabbare att ladda. Credit: Pacific Northwest National Laboratory
Konstnärens bild visar hur kemisk substans i form av litium-hexafluorofosfat tillfört i litium-metallbatteriets elektrolyt gör detta uppladdningsbara batteri betydligt stabilare, mer långlivat och snabbare att ladda. Credit: Pacific Northwest National Laboratory

Forskare vid Pacific North National Laboratory upptäckte nyligen att när en liten mängd kemisk substans i form av litium hexafluorofosfat tillförs i litium-metallbatteriets karbonatlösningsmedelsbaserade elektrolyt blir uppladdningsbara batterier betydligt stabilare och snabbare att ladda.

Därmed blir litium-metallbatterierna också mer långlivade än litium-jonbatterierna.

- Ett bra litium-metallbatteri kommer att ha minst samma livslängd som ett litium –jonbatteri, som används i dagens elbilar eller i konsumenternas elektriska apparater, men metallbatteriet kommer också att kunna lagra mer energi så att tidsperioden blir betydligt längre mellan laddningarna, säger kemikern Wu Xu i Energy Pacific Northwest National Laboratory.

Xu har också skrivit en artikel om upptäckten i tidskriften Nature Energy.

Metallbatteriets egenskaper förbättrades till stor del eftersom den kemiska tillsatsen, i form av litium hexafluorofosfat, bidrar till att skapa ett robust skyddande skikt av karbonatpolymerer på batteriets litiumanod. Detta tunna skikt förhindrar litium från förekomsten av oönskade bireaktioner, som kan fullständigt förstöra ett batteri.

Och eftersom den kemiska tillsatsen är redan en etablerad del av litium-jon-batterier, är den lättillgänglig och relativt billig. De små mängder som behövs, bara 0. 6 procent av elektrolyten vikt, bör också kunna sänka elektrolytens kostnad.

Xu och hans team fortsätter att utvärdera olika metoder att göra uppladdningsbara litium-metallbatterierna ännu effektivare.