Nu har forskare från Chalmers tagit fram en ny metod för att följa hur litiumet i battericellens ena pol beter sig vid upp- och urladdning. Genom att analysera en specialanpassad battericell med hjälp av röntgentomografi kan forskarna följa batteriets inre liv i realtid i 3D.
Den nya metoden kan bidra till både säkrare och mer energieffektiva batterier i våra framtida bilar och prylar, enligt Chalmers.
– Vi har öppnat ett nytt fönster för att kunna förstå – och på sikt optimera – framtidens litiummetallbatterier. När vi kan studera exakt vad som händer med litiumet i en battericell i drift får vi viktig kunskap om vad som påverkar det inre livet, säger Aleksandar Matic, professor vid institutionen för fysik på Chalmers och ledare för den vetenskapliga studie som nyligen publicerades i Nature Communications.
När battericeller laddas upp eller ur lägger sig litiumet inte alltid så slätt och tätt som det ska. Ofta bildar litiumet i stället strukturer som kan liknas vid fluffig mossa där delar av formationen kan tappa kontakten och därmed blir inaktiv. Ibland bildas i stället uppstickande ojämnheter, dendriter, som dels riskerar att nå den andra batteripolen och därmed orsaka en kortslutning, dels att isoleras och bli inaktiva.
Därför menar Chalmers att det är avgörande att förstå när, hur och varför dessa störningar uppstår.
– För att tekniken ska kunna användas i nästa generations batterier behöver vi se hur en cell påverkas av till exempel strömtäthet, valet av elektrolyt eller antalet upp- och urladdningar. Nu har vi ett verktyg för att göra det, säger Chalmersforskaren Matthew Sadd, som tillsammans med kollegan Shizhao Xiong är huvudförfattare till den nya studien.
