De kathode onder de elektronenmicroscoop.

Met een tin-koolstofanode en een kathode die lithium, kobalt, nikkel en mangaan bevat kun jer een zeldzaam goede lithium-ionaccu bouwen. Ideaal voor elektrische auto’s, zo suggereren Italiaanse en Koreaanse onderzoekers in JACS.

De onderzoekers denken met deze elektroden een accu te kunnen bouwen die in de praktijk 170 Wh kan leveren per kilo gewicht (inclusief dat van de behuizing!). Voor een Li-ionbatterij is dat vrij veel. Bovendien blijkt versneld ontladen relatief weinig invloed op de capaciteit te hebben.

De exacte samenstelling van de kathode is Li[Ni0.45Co0.1Mn1.45]O4 . Om te beginnen is dat al veel goedkoper dan het in Li-ionaccu’s gebruikelijke lithium-kobaltoxide: mangaan en nikkel zijn immers veel minder schaars dan kobalt.

Het materiaal ontstaat door nikkel-, kobalt- en mangaansulfaat in de juiste verhouding te mengen en er vervolgens NaOH bij te doen, zodat er een gemengd hydroxyde neerslaat. Door dat poeder meng je vervolgens LiOH, waarna je het 20 uur laat smelten bij 850 graden celsius. Bij afkoeling blijken zich dan kristalletjes te vormen met een kubische spinelstructuur.

De tin-koolstofanode was al eerder gepresenteerd. Maar de onderzoekers hebben de prestaties sterk weten te verbeteren dankzij een oppervlaktebehandeling met lithium, waardoor het anodemateriaal als het ware wordt ‘geprelithieerd’.

bron: American Chemical Society

Onderwerpen