'Spiky' nanonikkeldeeltjes.

In de VS is een lithium-ionaccu bedacht die zichzelf uitschakelt als hij te warm wordt. Zodra hij voldoende is afgekoeld gaat hij meteen weer stroom leveren, beloven Stanford-onderzoekers in het allereerste nummer van het online-tijdschrift Nature Energy.

De thermische beveiliging van Yi Cui, Zhenan Bao en collega’s is gebaseerd op nikkel-nanodeeltjes met puntige uitlopers. Zulk ‘spiky Ni’ blijk je gewoon te kunnen kopen; door tunneleffecten tussen de uitsteeksels geleidt het poeder beter dan je op het eerste gezicht zou verwachten, maar alleen als de deeltjes heel dicht tegen elkaar zitten.

Je coat de deeltjes met grafeen om te voorkomen dat het nikkel wordt geoxideerd (de potentialen in een Li-ionaccu zijn daar hoog genoeg voor!) en bedt ze vervolgens in in polyetheen, een kunststof die relatief sterk uitzet bij temperatuurverhoging. En met een film van deze composiet coat je de aansluitingen van de elektrodes.

De composiet is geleidend zo lang de temperatuur beneden een zekere waarde blijft. Maar boven een zekere waarde, bijvoorbeeld 70 graden Celsius, trekt het uitdijende polyetheen de nikkeldeeltjes te ver uit elkaar. Wanneer de accu zeer snel opwarmt, door kortsluiting, overbelasting of te snel opladen, daalt de geleiding binnen een seconde 7 à 8 ordegroottes. Er loopt dan niet genoeg stroom meer voor verdere opwarming.

Bij afkoeling krimpt de kunststof vanzelf en wordt de geleiding weer hersteld, om meteen weer weg te vallen als de elektrische problemen nog steeds niet zijn verholpen. Proefjes met een heteluchtkanon doen vermoeden dat het materiaal aardig wat cycli overleeft zonder merkbaar achteruit te gaan - permanent voor thermostaat spelen kan het waarschijnlijk niet, maar dat moet bij goed ontworpen elektra ook niet nodig zijn.

Volgens de auteurs is het nog niet goed genoeg voor commerciële accu’s maar in elk geval een veelbelovend begin.

bron: Stanford